IMG 0 251 (2)

11

r

PRZEMIANY PODCZAS NAGRZEWANIA METALU ODKSZTAŁCONEGO PLASTYCZNIE

ll.lt ZGNIOT

Wielkość odkształcenia plastycznego metalu dla celów technicznych określa się pro. i centowym stosunkiem zmniejszenia pola przekroju poprzecznego AA materiału do pola | przekroju początkowego A_n

AA A — A

Z = — • 100 = ----100%.    (11.1)

Aq    A₀

Odkształcenie plastyczne poza zmianą kształtu i wymiarów materiału powoduje zmiany:

-    mikrostruktury,

-    stanu naprężeń,

-    właściwości.

Całokształt tych zmian określa się mianem zgniotu.

Odkształcenie plastyczne następuje głównie przez poślizg, zachodzący wzdłuż płaszczyzn i kierunków łatwego poślizgu (w systemach poślizgu), typowych dla struktury krystalicznej kryształu, oraz w pewnym stopniu przez bliźniakowanie. Skutkiem poślizgów w częściach kryształu następują obroty sieci względem kierunku działania siły zewnętrznej takie, że podczas rozciągania kierunek poślizgu dąży do i położenia równoległego do kierunku rozciągania, a podczas ściskania normalna do i płaszczyzny poślizgu dąży do położenia równoległego do kierunku ściskania.

W polikrysztale o przypadkowej orientacji poszczególnych, przeważnie równo-1 osiowych ziam, w wyniku poślizgów w ziarnach, niewielkie gnioty powodują pewne I ich wydłużenie w kierunku największego odkształcenia (odkształcenia wewnątrz-krystaliczne). Duże gnioty skutkiem poślizgów i bliźniakowania powodują wyraźne wydłużenie ziam oraz ich rozdrobnienie (fragmentację) i obroty (odkształcenia międzykrystaliczne), co prowadzi do utworzenia tzw. struktury włóknistej (rys. 11.1), charakterystycznej np. dla blach i drutów. Dostatecznie duże gnioty doprowadzają j do zgodności określonego kierunku krystalograficznego z kierunkiem największego odkształcenia, czyli do statystycznie uprzywilejowanej orientacji ziam - do utworzenia tekstury odkształcenia.

Tekstura odkształcenia zależy od struktury krystalicznej materiału oraz od

Rys. 11.1. Struktura włóknista (stal austenityczna)

sposobu odkształcenia. Tekstura wywołuje anizotropię właściwości, głównie wytrzymałości na rozciąganie i wydłużenia. Anizotropię potęgują np. w stalach wtrącenia faz międzymetalicznych rozciągniętych (miękkie, np. siarczki) albo rozłożonych (twarde, np. tlenki, węgliki) w kierunku największego odkształcenia. Anizotropia odkształcenia plastycznego jest na ogół niepożądana (np. w blachach), ale w szczególnych przypadkach może być korzystna (np. druty, blachy transformatorowe), jeżeli potęguje określone właściwości w pożądanym kierunku.

Zmianom mikrostruktury towarzyszy pojawienie się naprężeń własnych, wywołanych nierównomiernym (w czasie i na przekroju) odkształceniem metalu. Wyróżnia się naprężenia:

-    podmikroskopowe, I rodzaju, w obrębie poszczególnych ziam, spowodowane odkształceniami wewnątrzkrystalicznymi, tj. deformacjami sieci w pobliżu granic ziarn,

-    mikroskopowe, II rodzaju, między sąsiednimi ziarnami, wywołane odkształceniami międzykrystałicznymi, tj. ich niejednorodnym odkształceniem, wydłużeniem, fragmentacją i obrotami,

-    makroskopowe, III rodzaju, między warstwami metalu, spowodowane nierównomiernym odkształceniem na przekroju materiału.

Naprężenia własne, szczególnie makroskopowe, są szkodliwe, ponieważ mogą być przyczyną nieprzewidzianych dodatkowych odkształceń, a w krańcowych przypadkach nawet pęknięć, oraz zmniejszają odporność metalu na korozję. Naprężenia własne można zmniejszyć, a nawet usunąć zabiegiem obróbki cieplnej odprężania.

Zmiany właściwości materiału objawiają się głównie umocnieniem: powiększeniem granicy sprężystości, wytrzymałości i twardości, a zmniejszeniem granicy plastyczności, wydłużenia, przewężenia i udarności (rys. 11.2). Zjawisko umocnienia odkształceniowego zostało już opisane w punkcie 10.1.5. Umocnieniu towarzyszą również przeważnie mniej wyraźne zmiany innych właściwości fizycznych materiału. Zmniejsza się przewodność elektryczna, siła termoelektryczna, przenikalność i po-