Sprawozdanie nr.4 |
||||||
Temat |
Zgniot i rekrystalizacja. |
|||||
Imię Nazwisko |
|
|||||
Grupa |
|
Data oddania |
|
Ocena |
|
Wstęp teoretyczny:
Zgniotem nazywamy zmiany własności fizycznych i mechanicznych metalu lub stopu wywołane jego odkształceniem na zimno (poniżej około 0.4 Ttop). Podczas zgniotu zachodzą zmiany strukturalne związane z wprowadzeniem defektów sieci: punktowych i liniowych, a w przypadku bliźniakowania także powierzchniowych. Ze wzrostem odkształcenia wzrasta ilość defektów i ulega zaburzeniu periodyczny układ atomów w sieci.
Miara zgniotu jest stopień odkształcenia wyrażany w procentach lub rzeczywiste odkształcenie. Względne odkształcenie może być określone jako:
- względne odkształcenie
ε = Δl/l0*100%
- względna redukcja przekroju
ε = ΔS/S0*100%
gdzie:
Δl i ΔS są odpowiednio przyrostem długości lub wielkością redukcji przekroju
l0 i S0 są długością początkowa i przekrojem początkowym
Zgniotem krytycznym nazywamy minimalna wartość zgniotu przy którym następuje rekrystalizacja, wielkość ziarna jest największa
Rekrystalizacja jest procesem, w którym powstają zarodki nowych nie odkształconych ziarn, które następnie się rozrastają Proces ten zachodzi w temperaturach powyżej tzw. temperatury rekrystalizacji. Jest to spowodowane głownie zanikiem dyslokacji, których gęstość spada w tym okresie o kilka rzędów wielkości. wywołuje to zmniejszenie umocnienia, a wiec obniżenie twardości i wytrzymałości i wzrost własności plastycznych.
Istota rekrystalizacji jest zarodkowanie w zgniecionym materiale nowych, nie odkształconych ziarn i ich rozrost, aż do całkowitego pochłonięcia obszarów zdefektowanych.
OKREŚLENIE WIELKOŚCI ZIARN W ZALEŻNOŚCI OD STOPNIA ZGNIOTU (ε).
Do badania wykorzystane zostały próbki aluminiowe, które poddane zostały rozciąganiu W ten sposób uzyskano w nich zgniot (odpowiednio 2%,4%,7%,9%,10%,
13%). Następnie odkryto na nich ziarna poprzez wytrawienie w kwasie fluorowodorowym (HF). Na próbkach zakreślamy powierzchnie bazową (SB), liczymy ilość ziarn (n) na tej powierzchni i obliczamy średnią wielkość ziarn ze wzoru :
Sśr = SB / n
Wyniki umieszczamy w tabeli i rysujemy wykres.
OKREŚLENIE TWARDOŚCI MATERIAŁU W ZALEŻNOŚCI OD TEMP. REKRYSTALIZACJI.
Badamy twardość tych próbek metodą Vickersa. Mierzymy długość przekątnej wgłębienia i odczytujemy twardość z tablic. Wartości zestawiamy w tabeli i szkicujemy wykres.
Wyniki pomiarów.
Paski aluminiowe rozciągane i wyżarzane były w temperaturze rekrystalizacji. Ziarno ujawnione było kwasem fluorowodorowym.
E[%] |
2 |
4 |
7 |
9 |
10 |
13 |
Pow.bazowa |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
Ilość ziarn |
12 |
25 |
44 |
146 |
207 |
375 |
Wielkość ziarn |
8,333333 |
4 |
2,272727 |
0,684932 |
0,483092 |
0,266667 |
Wykres zależności wielkości ziarna od E[%]
E - wydłużenie [ % ]
Lp |
T[C°] |
Średnica penetracji[m] |
Twardość HB [N/mm2] |
1 |
0 w st. zgniotu |
1,4 |
1560 |
2 |
100 |
1,35 |
1680 |
3 |
250 |
1,35 |
1681 |
4 |
300 |
1,5 |
1354 |
5 |
350 |
1,6 |
1186 |
6 |
400 |
1,7 |
1047 |
7 |
550 |
2,05 |
709 |
HB=2P/ΠD(D-
)
P-siła nacisku 250 Kg= 2451,66 N
D-średnica kulki 5mm
d- średnica penetracji
Szacunkowe struktury powierzchni mosiądzu M63
w stanie zgniotu zrekrystalizowana w temp. 550 C°
3. Wnioski:
Z wykresów możemy zauważyć , że wraz ze wzrostem stopnia odkształcenia wielkość ziarna maleje. Widzimy także , że twardość stali będącej po rozciąganiu i rekrystalizacji maleje wraz ze wzrostem temp. Rekrystalizacji.