182 4

Ćwiczenie 19

Wyżarzanie rekrystalizujące

19.1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się ze zjawiskami występującymi podczas przebiegu procesu rekrystalizacji oraz ich wpływem na zmiany struktury oraz zmiany własności mechanicznych stopów.

19.2. Wprowadzenie

W procesach wytwarzania wyrobów hutniczych bardzo często stosuje się przeróbkę plastyczną. W przypadkach, gdy odkształcenie plastyczne prowadzone jest na zimno, jako obróbkę cieplną międzyoperacyjną stosuje się wyżarzanie rekrystalizujące. Wyjątek stanowią wyroby uzyskiwane metodami metalurgii proszków oraz odlewane. Ze względu na zjawiska strukturalne przeróbkę plastyczną dzielimy na odkształcenie plastyczne na zimno ( prowadzone w temperaturach poniżej 0,4 temperatury topnienia T_t ) lub na gorąco ( powyżej 0,4 T_t ). Wyżarzanie rekrystalizujące jako odrębna operacja obróbki cieplnej przeznaczone jest dla materiałów odkształconych na zimno w celu przywrócenia !■ własności plastycznych i zlikwidowania skutków umocnienia zgniotowego. W czasie rekrystalizacji dochodzi do przywrócenia równowagi termodynamicznej materiału, a operacja taka, polegająca na nagrzaniu materiału i wygrzaniu w temperaturach powyżej początku rekrystalizacji, a następnie chłodzeniu { z^a~ zwyczaj w powietrzu ) nazwana jest wyżarzaniem rekrystalizują" cym.

Temperatura rekrystalizacji jest pojęciem umownym i zależy od stopnia gniotu, sposobu i temperatury odkształcania, czasu wyżarzania, wielkości ziarna po odkształceniu i innych czynników. Ze względów praktycznych definicję temperatury rekrystalizacji przyjmuje się jako temperaturę, przy której materiał odkształcony w konkretnych warunkach ulegnie całkowitej rekrystalizacji po umownym czasie, zazwyczaj jednej godziny.

Dla materiałów odkształcanych plastycznie na gorąco odbudowa struktury, a więc rekrystalizacja następuję prawie samoistnie z uwagi na wysoką temperaturę odkształcenia. Materiał odkształcony plastycznie na zimno posiada zwiększoną energię wewnętrzną, zmagazynowaną głównie w postaci energii sprężystej w wytworzonych defektach struktury krystalicznej. Jest to stan termodynamicznie nietrwały i przy odpowiedniej aktywacji cieplnej, w wyniku zmian struktury może osiągnąć stan bardziej stabilny w danych warunkach. Do podstawowych procesów strukturalnych zachodzących podczas rekrystalizacji zaliczamy :

-    dyfuzję defektów punktowych i ich anihilację,

-    przegrupowanie dyslokacji przez poślizg, anihilacja dyslokacji różnoimiennych o tych samych wektorach Burgersa, kurczenie się pętli dyslokacyjnych,

-    przegrupowanie dyslokacji z udziałem dyfuzji,

-    pochłanianie dyslokacji i defektów punktowych przez przemieszczający się front rekrystalizacji,

-    migrację granic ziarn prowadzącą do wzrostu 2iarn i zmniejszania powierzchni granic ziarn.

Przedstawione procesy strukturalne przebiegające w materiale Podczas wygrzewania nie zachodzą oddzielnie, zazwyczaj przebiega równocześnie ich kilka z różnym udziałem. Stan wyjściowy struktury materiału, temperatura, sposób odkształcania, wielkość zgniotu i prędkość odkształcania, szybkość nagrzewania oraz temperatura wygrzewania decydują o tym, które z podstawowych procesów strukturalnych wystąpią i z jaką intensywnością ^b<?dą przebiegały.

355