Механизм протекания отдельных стадий рекристаллизации наклепанного металла при нагреве

При нагревании до высоких температур (выше температуры возврата) подвижность атомов возрастает и происходит процесс рекристаллизации.

Рекристаллизация – процесс образования и роста новых равноосных зерен взамен деформированных при наклепе.

Этот процесс протекает в 2 стадии:

Первичная рекристаллизация и собирательная.

Первичная рекристаллизация заключается в образовании зародышей и росте новых равноосных зерен с неискаженной кристаллической решеткой.

Новые зерна возникают у границ блоков зерен, линий скольжения, внутри зерен и т.д., т.е. там, где решетка наиболее искажена при наклепе.

Собирательная рекристаллизация заключается в росте образующихся зерен. Движущей силой собирательной рекристаллизации является поверхностная энергия зерен.

Рост зерен объясняется тем, что при наличии большого количества мелких зерен их поверхностная энергия очень велика, поэтому металл обладает большим запасом поверхностной энергии.

При укрупнении зерен общая протяженность границ зерен становится меньше и металл переходи в более равновесное состояние.

Особенностью собирательной рекристаллизации является то, что рост зерен происходит не в результате слияния нескольких мелких зерен в одно большое, а одни зерна растут за счет других зерен, за счет перехода атомов через границы раздела.

Зерно на одном участке может расти за счет соседнего зерна, а на другом учаскте может поглощаться соседним с ним зерном.

Процесс собирательной рекристаллизации может совершаться до полного завершения первичной рекристаллизации. Минимальная температура, при которой начинается процесс рекристаллизации, называется температурным порогом рекристаллизации.

Она подчиняется: Т_рек = βТ_пл (формула Бочвара)

Для технических металлов β=0,35 – 0,45

Для металлов высоких частот β=0,25 – 0,35

Для сплавов и соединений β=0,5 – 0,8

На практике температуры по сравнению с расчетами берут на 100- 150 градусов выше для уверенности прохождения процесса.

При рекристаллизации происходит существенное изменение свойств металлов, противоположное изменению свойств при наклепе понижается твердость и прочность металла и возрастают пластические характеристики.