Влияние температуры нагрева на свойства деформированного металла

Обработка давлением в холодном состоянии представляет собой процесс деформирования не нагретого металла. При этом зерна металла дробятся и вытягиваются в направлении пластического течения металла, создавая полосчатую (волокнистую) микроструктуру. При деформировании происходит также искажение кристаллической решетки, что приводит к возникновению остаточных напряжений в металле. (Остаточные напряжения – это напряжения, не исчезающие после снятия внешней нагрузки). Эти явления вызывают упрочнение или наклеп металла. При наклепе возрастают прочность и твердость металла, снижается его пластичность. Например: наклеп при холодном деформировании в 1,5 – 2 раза увеличивает прочность и твердость металла при одновременном снижении его пластичности.

Обработка давлением в горячем состоянии представляет собой процесс деформирования предварительно нагретого или нагрев холоднодеформированного металла. При этом происходят разупрочняющие процессы. При температурах нагрева Т ≈ 0,3 Тпл уменьшается степень искажения кристаллической решетки, что снижает уровень остаточных напряжений в металле. Снижение остаточных напряжений без изменения размеров и формы деформированных зёрен называется возвратом. Возврат частично снимает наклеп металла. При нагреве деформированного металла до температур порядка 0,4Тпл для чистых металлов и (0,5 – 0,6)Тпл для сплавов в твёрдом металле начинают расти новые зёрна, заменяющие вытянутые деформированные. В результате образования новых зёрен упрочнение практически полностью снимается, и свойства материала приближаются к их исходным значениям.

Возникновение и рост новых зёрен взамен деформированных называется рекристаллизацией. В результате рекристаллизации и возврата обеспечивается образование нормальной (не волокнистой) структуры, снижается степень искажения кристаллической решетки, т.е.происходят процессы, обратные наклепу. Это приводит к исчезновению анизотропии свойств металла, связанной с полосчатой (волокнистой) структурой, а также к увеличению пластичности, снижению твердости и, как следствие,  улучшению обрабатываемости металла резанием. Общим положением для всех металлов и сплавов является то, что наибольшую пластичность они имеют при температурах рекристаллизации, т.е. в условиях горячей деформации. Но при нагреве до слишком высоких температур могут возникнуть такие явления, как перегрев и пережог.

Перегрев характеризуется резким ростом размеров зерна, обуславливающим снижение пластичности металла. Перегрев ухудшает свойства получаемых изделий и его следует избегать. Последствия перегрева в большинстве случаев можно исправить последующей термообработкой (отжигом), но для ряда материалов такое исправление вызывает значительные трудности.

Пережог возникает при более высоких температурах, чем перегрев. Пережог характеризуется окислением и оплавлением границ зерен, что нарушает связь между ними. В случае пережога материал не может обрабатываться давлением и должен быть отправлен на переплавку, поскольку пережог является неисправимым видом брака.

Т. е. при слишком низких температурах образуется наклеп металла, при слишком высоких - перегрев и пережог.