OBRÓBKA PLASTYCZNA

METALI

• Plastyczność: zdolność metali i stopów do

trwałego odkształcania się bez naruszenia
spójności

• Obróbka plastyczna: walcowanie, kucie,

prasowanie, ciągnienie

• Produkty i półprodukty hutnicze po obróbce

plastycznej: pręty, kształtowniki, rury, druty,
blachy, odkuwki

• Obróbka: na zimno lub na gorąco
• Stopień gniotu: Z = S

0

– S

1

/ S

0

Mechanizmy odkształcenia

plastycznego

• Poślizg dyslokacyjny
• Bliźniakowanie
• Pełzanie dyslokacyjne
• Pełzanie dyfuzyjne
• Poślizg po granicach ziaren

Poślizg

Systemy poślizgu; linie i pasma poślizgu

Bliźniakowanie

Odkształcenie plastyczne na zimno

polikryształów

• Granica sprężystości i

plastyczności

• Górna R

e

wywołana

odrywaniem atomów
domieszek od dyslokacji

• Dolna R

e

– równanie

Halla-Petcha Red =

σ

0

+

kd

(-1/2)

• Zgniot i tekstura zgniotu

Przemiany cieplne podczas wyżarzania metali

uprzednio odkształconych plastycznie na zimno

• Zdrowienie statyczne
• Rekrystalizacja statyczna

Zdrowienie statyczne

• Proces aktywowany cieplnie, zachodzący podczas

wyżarzania poniżej temperatury rekrystalizacji w metalach
uprzednio odkształconych plastycznie na zimno

• Proces związany ze zmniejszeniem liczby defektów

punktowych, gęstości dyslokacji oraz zmianami struktury
przestrzennej dyslokacji

• Dyfuzja i anihilacja defektów punktowych, poślizg i

wspinanie dyslokacji, anihilacja dyslokacji
różnoimiennych, kurczenie się i zanik pętli dyslokacyjnych

• Poligonizacja prosta i złożona

Poligonizacja

• Prosta: działa tylko jeden

system poślizgu; tworzenie się
niskokątowych granic
daszkowych w wyniku
przegrupowania się nadmiaru
dyslokacji jednoimiennych

• Złożona: działa kilka systemów

poślizgu, powstają komórki
dyslokacji o małej gęstości
otoczone ściankami o dużej
gęstości, podziarna i ścianki
stanowiące granice złożone
daszkowe i skrętne

Rekrystalizacja statyczna

• Przebiega powyżej temperatury rekrystalizacji
• Polega na powstawaniu i migracji

szerokokątowych granic ziaren

• Niezbędny jest pewien gniot krytyczny
• Zachodzi przez zarodkowanie i wzrost ziaren

Zarodkowanie

•

Następuje w obszarach
o największej
krzywiźnie sieci: w
obszarach o dużym
gradiencie
odkształcenia, w
pobliżu granic ziaren,
dużych wydzieleń,
powierzchni
swobodnych, w
pasmach poślizgu.

•

Polega na: wzroście
podziaren i (lub)
migracji odcinków
szerokokątowych
granic ziaren
pierwotnych

Zarodkowanie przez wzrost

podziaren przebiega wskutek:

Migracji granic podziaren powstałych podczas poligonizacji,

jeżeli tworzą one z osnową granicę szerokokątową i
wykazują promień większy od krytycznego (a)

Wzrostu podziaren utworzonych w wyniku koalescencji,

jeżeli osiągają one wielkość krytyczną i granicę
szerokokątową z osnową

Koalescencja polega na wspinaniu się dyslokacji lub
obrocie jednego z sąsiadujących podziaren

Zarodkowanie przez migrację odcinków szerokokątowych: w

silnie zdefektowaną osnowę przemieszcza się granica

szerokokątowa w wyniku uchodzenia do niej wakansów i

dyslokacji

Wielkość ziarna po odkształceniu

plastycznym

Temperatura rekrystalizacji

• Zależna od stopnia

gniotu, sposobu,
temperatury i
szybkości
odkształcenia, czasu
wyżarzania, wielkości
ziarna

• Wzór Boczwara:

T

R

= (0,35

÷0,6) T

t

Rekrystalizacja pierwotna i wtórna

• Pierwotna: migracja szerokątowych granic zarodków

rekrystalizacji do czasu, gdy zrekrystalizowane ziarno
zajmie całą objętość uprzednio odkształconego metalu

• Wtórna: następuje selektywny wzrost niektórych ziaren,

bez okresu inkubacji, kilkaset stopni C powyżej
temperatury rekrystalizacji. Przyczyna: obecność faz na
granicach ziaren, zbyt krótki okres wyżarzania, tekstura

• Tekstura rekrystalizacji: statystyczna przewaga ziaren o

jednakowej orientacji