UNIWERSYTET

TECHNOLOGICZNO – PRZYRODNICZY

im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich

w Bydgoszczy

MATERIAŁOZNAWSTWO

Badania mikroskopowe po zgniocie i rekrystalizacji.

Wykonał:

Krystian Szulerecki

Transport III semestr

Grupa F

1.Zgniotem określa się zmiany, jakie zachodzą w strukturze
i właściwościach metali pod wpływem odkształcenia plastycznego na zimno. Zgniot zachodzi poniżej temperatury rekrystalizacji, gdy szybkość procesów dyfuzyjnych jest mała.

Za miarę zgniotu przyjęto stopień odkształcenia wyrażany ubytkiem przekroju
w procentach

gdzie:

 – kształt początkowy

 – kształt po odkształceniu

2. Wzmocnienie metalu (umocnienie metalu) – obróbka plastyczna na zimno, cieplna lubcieplno–plastyczna,która powoduje przekształcenie struktury metalu wywołujące takie zmiany właściwości mechanicznych jak wzrost twardości i wytrzymałości na rozciąganie, podwyższenie granicy plastyczności, zmniejszenie udarności i plastyczności.

Umocnienie wywołują zjawiska w skali atomowej, utrudniające powstawanie
i przemieszczanie się dyslokacji w sieci krystalicznej, np. zatrzymywanie ich ruchu na granicach ziaren lub w innych miejscach skupienia defektów sieci.

Wśród metod umacniania metali wyróżnia się:

• umocnienie przez zgniot, czyli przez odkształcenie wywołujące wzrost gęstości dyslokacji (prowadzone „na zimno”, czyli poniżej temperatury umożliwiającej samoistne „zdrowienie” sieci w wyniku dyfuzji jonów)

• umocnienie strukturalne, polegające na zmniejszeniu średniej wielkości ziaren

• umocnienie stopowe, spowodowane obecnością dodatków stopowych, tworzących mniej plastyczne roztwory stałe w sieci składnika głównego

• umocnienie wydzieleniowe lub utwardzanie dyspersyjne, polegające na hamowaniu ruchu dyslokacji na drobnych krystalitach, wydzielających się
  z przesyconych roztworów stałych lub wprowadzonych z zewnątrz w procesie metalurgicznym

• umocnienie przez przechłodzenie, np. pod wpływem grupowania się dyslokacji (np. nierównowagowych wakansów)

• umocnienie przez napromieniowanie, np. szybkimi neutronami (uszkodzenia radiacyjne)

• umocnienie przez przemianę martenzytyczną.

3.Rekrystalizacja jest podstawowym procesem stosowanym do modyfikacji własności materiałów metalicznych po uprzednim odkształceniu plastycznym. Ta ostatnia przeprowadzana jest w celu zmiany kształtu ciała, ale powoduje ona równocześnie poważną modyfikację parametrów fizycznych charakteryzujących materiał. I tak, po odkształceniu plastycznym obserwuje się zwiększenie twardości, kruchości, oporu elektrycznego, a także wyraźną zmianę mikrostruktury objawiającą się „poszatkowaniem” i wyraźnym wydłużeniem ziaren oraz nagromadzeniem ogromnej ilości defektów. Na przykład gęstość dyslokacji może wzrosnąć po odkształceniu plastycznym o sześć rzędów wielkości. Jeśli te modyfikacje w mikrostrukturze materiału są niepożądane
(w aspekcie przewidywanych jego zastosowań) to własności materiału modyfikuje się w procesie rekrystalizacji.

Rekrystalizacja prowadzi do drastycznej redukcji gęstości defektów, do powstania regularnych, dużych ziaren a także nowej, charakterystycznej tekstury krystalograficznej. Istotą procesu jest pojawienie się zarodków nowych ziaren w obrębie odkształconej osnowy (materiału po odkształceniu). Zarodki te szybko rozrastają się, dając początek nowym ziarnom i pochłaniają otaczający je odkształcony materiał. Trzeba tu zauważyć, że nowe ziarna (po rekrystalizacji) posiadają tą samą strukturę krystalograficzną co stare (po odkształceniu), a więc rekrystalizacja nie jest przemianą fazową w takim sensie jak się ją definiuje
w fizyce ciała stałego. Interesującym faktem jest występowanie charakterystycznych relacji orientacji sieci krystalograficznych pomiędzy rosnącym nowym ziarnem, a otaczającą go osnową. Ten fakt jest podstawą, niektórych modeli opisujących przebieg rekrystalizacji.

4.Stal ARMCO

Oznaczenie: ”ARMCO” – technicznie czyste żelazo , tzn. że dopiero na trzecim miejscu po przecinku może się znaleźć jakiś składnik domieszkowy w składzie procentowym ), otrzymywanego metodą metalurgiczną lub hutniczą. Charakteryzuje się dużą plastycznością i znaczną odpornością na korozję. Ma korzystne własności magnetyczne - dużą przenikalność magnetyczną.

Skład: 0,012 % C, 0,05 % Mn, 0,004 % P, 0,002 % Si, 0,018 % S

Zastosowanie: w przemyśle elektrotechnicznym (magnetowody transformatorów, rdzenie elektromagnesów) podobny skład chemiczny
i właściwości mają żelazo karboksylowe i elektrolityczne

5.Ferryt jest roztworem stałym, międzywęzłowym węgla w żelazie. Powstaje przez wchodzenie atomów węgla do luk oktaedrycznych, które są spłaszczone,
i tetraedrycznych. Fakt, że średnica atomu węgla jest większa od średnicy luk powoduje, że rozpuszczalność węgla jest mała i nie przekracza 0,022%.

Ferryt jako oddzielny składnik strukturalny występuje w stalach podeutektoidalnych - tzw. ferryt podeutektoidalny, ale wchodzi również w skład perlitu i ledeburytu przemienionego. Ze względu na małą zawartość węgla własności ferrytu niewiele różnią się od własności czystego żelaza.

6.Wnioski:

Rekrystalizacja jest złożonym procesem, dlatego też jej opis jest częściowo opisem statystycznym, podobnie jak opis przemian fazowych. Procesem poprzedzającym rekrystalizację jest zdrowienie, czyli częściowe uporządkowanie mikrostruktury materiału pozostałej po uprzednim odkształceniu plastycznym.

W przebiegu samej rekrystalizacji wyróżnić możemy wyraźnie etap powstawania zarodków oraz wzrostu ziaren (rekrystalizacja pierwotna). Następnie często ma jeszcze miejsce anormalny wzrost ziaren, czyli rekrystalizacja drugiego rzędu. Po rekrystalizacji materiał zostaje uwolniony od nadmiaru defektów punktowych i dyslokacji, które wprowadziło odkształcenie plastyczne. Ziarna są duże, o regularnych kształtach. Ponad to proces rekrystalizacji wytwarza nową teksturę krystalograficzną. Własności mechaniczne materiału są radykalnie zmodyfikowane po rekrystalizacji. Jest to właśnie najczęstszy powód przeprowadzania tego procesu technologicznego.