Mechanizmy odkształceń plastycznych:
Odkształcenie plastyczne jest to obciążenie metalu powyżej granicy sprężystości. Jest to odkształcenie trwałe; odciążony element metalowy wykazuje trwałą zmianę kształtu. Odkształcenie to zachodzi w drodze poślizgu oraz bliźniakowania.
Odkształcenie przez poślizg polega na tym, że pod wpływem sił zewnętrznych następuje przesunięcie względem siebie części kryształu wzdłuż określonych płaszczyzn krystalograficznych, które noszą nazwę płaszczyzn łatwego poślizgu. Wzajemne przesuwanie się warstw kryształu względem siebie powoduje pewne zniekształcenia sieci krystalograficznej w sąsiedztwie płaszczyzn poślizgu, co wpływa hamująco na ruch poślizgowy, tak że przerzuca się on na drugą z kolei płaszczyznę o tej samej orientacji krystalograficznej. Płaszczyznami łatwego poślizgu, w których metal stawia najmniejszy opór odkształceniu, są płaszczyzny z najgęstszym ułożeniem atomów.
Odkształcenie przez bliźniakowanie zachodzi szczególnie łatwo u metali krystalizujących w układzie A1 i A3. Tworzenie się kryształów bliźniaczych polega na tym, że część kryształu przyjmuje położenie będące zwierciadlanym odbiciem jego pozostałej części. Przesunięcie poszczególnych warstw atomowych jest proporcjonalne do ich odległości od płaszczyzny bliźniaczej.
Dyslokacja i jej wpływ na właściwości:
Dyslokacja krystaliczna - liniowa wada (defekt) budowy sieci krystalicznej polegająca na nierównomiernym rozmieszczeniu węzłów wzdłuż odpowiedniej linii.
Do dyslokacji zaliczane są:
Dyslokacja krawędziowa ;
Dyslokacja śrubowa ;
Dyslokacja mieszana ;
Zgniot i umocnienie:
Zgniot możemy wyrazić ubytkiem przekroju materiału pod wpływem obróbki plastycznej(W wyniku zgniotu deformujemy sieć wewnętrzną. Deformując sieć krystaliczną wprowadzamy coraz więcej wad budowy krystalicznej. W wyniku zgniotu struktura się wydłuża w kierunku działania odkształcenia.
Umocnienie jest wynikiem malejącej wraz z odkształceniem zdolności przemieszczania się dyslokacji na skutek hamowania ich i blokowania przez inne dyslokacje oraz inne przeszkody, takie jak: obce atomy, granice ziarn, itp.
Procesy rekrystalizacji:
Rekrystalizacja jest to proces aktywowany cieplnie zachodzący powyżej temperatury Tr w metalach odkształconych uprzednio plastycznie na zimno. Polega na powstaniu i migracji szerokokątnych granic ziarn. Zachodzi przez zarodkowanie i wzrost nieodkształconych granic ziarn.
Do zainicjowania rekrystalizacji w czasie wyżarzania metalu niezbędny jest pewien minimalny stopień odkształcenia, zwanym zgniotem krytycznym.
Powrót metalu do stanu równowagi można podzielić na następujące etapy:
1. Zdrowienie oraz poligonizacja;
2. Rekrystalizacja pierwotna;
3. Rozrost ziarn;
4. Rekrystalizacja wtórna.
Od czego zależy temperatura rekrystalizacji.
Temperatura rekrystalizacji – temperatura, w której dany metal odkształcony plastycznie na zimno całkowicie ulegnie rekrystalizacji po wyżarzaniu trwającym jedną godzinę.
Temperatura ta jest charakterystyczna dla danego metalu lub stopu i zależy głównie od dwóch czynników:
*od stopnia odkształcenia plastycznego, tj. im wyższy był jego stopień, tym niższa będzie temperatura rekrystalizacji
*od składu chemicznego materiału.
Wpływ stopnia zgniotu i temperatury na wielkość ziarna:
Przy małym stopniu odkształcenia nie obserwuje się żadnych zmian w średnim rozmiarze ziarna. Po osiągnięciu krytycznego stopnia zgniotu, w wyniku rekrystalizacji powstają ziarna bardzo dużych rozmiarów. Dopiero dalsze podwyższanie stopnia zgniotu powoduje silne zmniejszenie się ziarna po rekrystalizacji i to tym większe im większy był stopień odkształcenia plastycznego na zimno. Im wyższa temperatura rekrystalizacji tym większe otrzymuje się ziarno, gdyż szybkość rozrastania się kryształów rośnie wraz ze wzrostem temperatury.