Як впливає ступінь переохолодження на величину зерна при кристалізації?
Перехід металу з рідкого стану в тверде (кристалічна) називається кристалізацією. Процес кристалізації може протікати тільки при переохолодженні металу нижче рівноважної температури Тп. Різниця між температурами Тп і Тк, при яких може протікати процес кристалізації, носить назву ступеня
переохолодження:
Т = Тп-Тк.
Термічні криві, що характеризують процес кристалізації чистих металів при охолодженні з різною швидкістю v, показані на малюнку 1.
Малюнок 1 - Криві охолодження металу при кристалізації (v1
Зі збільшенням швидкості охолодження ступінь переохолодження зростає (криві υ2, υ3) і процес кристалізації протікає при температурах, що лежать значно нижче рівноважної температури кристалізації.
Чим більше швидкість утворення зародків і менше швидкість росту їх, тим менше розмір кристала (зерна), що виріс з одного зародка, і, отже, більш дрібнозернистої буде структура металу.
При невеликій швидкості переохолодження Т (малій швидкості охолодження) число зародків мало. У цих умовах буде отримано велике зерно. Зі збільшенням ступеня переохолодження швидкість утворення зародків зростає, кількість їх збільшується і розмір зерна в затверділому металі зменшується.
Розмір зерна металу сильно впливає на його механічні властивості. Ці властивості, особливо в'язкість і пластичність, вище, якщо метал має дрібне зерно.
Які процеси протікають при нагріванні деформованого металу вище температури рекристалізації? Як змінюються при цьому структура і властивості?
Рекристалізація є дифузійним процес-сом і протікає нерівномірно, одні зерна зароджуються і ростуть раніше, інші пізніше. Після рекрісталліза-ції метал складається з нових рівноосних зерен. Більш високий нагрів призводить до розвитку збиральної ре-кристалізації, т. Е. До зростання одних рекрісталлізованних зерен за рахунок інших, більш дрібних. Чим вище тим-пература нагрівання, тим інтенсивніше йде збірна рекристалізація, так як з підвищенням температури дифузійні процеси протікають швидше і створюються умови для освіти крупнозернистого металу. Збірна рекристалізація також протікає не-рівномірно і практично починається значно рань-ше, ніж закінчиться рекристаллизация обробки.
Малюнок 1 - Схема впливу на величину рекрісталлізованного зерна температури (а) і тривалості нагріву (б)
Розмір рекрісталлізованного зерна надає біль-ШОЕ вплив на властивості металу. Найкраще поєднання міцності і пластичності спостерігається в мелкозерность-стих сталях. На величину рекрісталлізованного зерна впливає температура рекристаллизационного відпалу (рисунок 1, а), тривалість процесу (рисунок 1, б), ступінь попередньої деформації і хімічний склад металу. Чим вище темпера-туру відпалу і довший процес, тим більше розмір рекрісталлізованного зерна.
Малюнок 2 Схема впливу температури на механічні властивості і структуру деформованого металу
При нагріванні після досягнення температури початку рекристалізації (tнр) межа міцності і особливо межа плинності різко знижуються, а пластичність збільшується. В процесі збиральної рекристалізації механічні властивості практично не змінюються. Більш високий нагрів супроводжується подальшим зростанням зерна і зменшенням пластичності внаслідок перегріву.
12 читачів
27 топіків
Весь ефір RSS