IMG 8 259 (2)

11.3.2. Temperatura rekrystalizacji

11.3.3. Wielkość ziarna po rekrystalizacji

Zanieczyszczenia metalu powiększają temperaturę rekrystalizacji, ponieważ atomy obce ograniczają ruchliwość granic ziarn. Bardzo czyste metale mają temperatury rekrystalizacji rzędu 0,3T_K. Zawartość nawet małych ilości domieszek wyraźnie podwyższa tę temperaturę, np. temperatura rekrystalizacji niklu wyskiej czystości wynosi ok. 240 C, a dodatek 0,1% chromu lub molibdenu podwyższa ją do ok. 420°C.

Wreszcie temperaturę rekrystalizacji obniża drobnoziarnista struktura wyjściowa metalu i niska temperatura odkształcenia plastycznego.

Temperatura rekrystalizacji w odróżnieniu od stałych fizycznych, jak np. tempera, tura topnienia, ma charakter umowny. Jest to właściwość materiału nie mająą określonej wartości, ponieważ zależy od licznych czynników, jak: stopień odkształć*, nia, czas wygrzewania, czystość i wyjściowa wielkość ziarna materiału, wreszcie' intensywność zdrowienia. Umownie przyjmuje się, iż temperatura rekrystalizacji jej, temperaturą, w której dany metal poddany określonemu odkształceniu zrekrysta. lizuje się całkowicie w ciągu godziny.

Temperatura rekrystalizacji zależy w pewnym stopniu od temperatury topnieni; metalu. Orientacyjną wartość temperatury rekrystalizacji metali i stopów technie?. nych (w temperaturze bezwzględnej) wyraża empiryczna zależność Boczwara

T_r = (0,35 - 0,60) T_k.    (11.3) ;

Wzrost stopnia odkształcenia wyraźnie obniża temperaturę rekrystalizacji (przj stałym czasie), ponieważ większe odchylenie od stanu równowagi ustępuje pod wpływem słabszego impulsu. Zależność jest silna od mniejszych gniotów, ale po przekroczeniu 50% gniotu temperatura rekrystalizacji dąży do ustabilizowania się (rys. 11.9). Wydłużenie czasu wygrzewania izotermicznego obniża temperaturę rekrystalizacji.

Rys. 11.9. Wpływ stopnia odkształcenia na temperaturę rekrystalizacji Al 99,99% (wygrzewanie 1 h) 1 — temperatura rekrystalizacji, 2 — wielkość ziarna

Wielkość ziarna w następujących po sobie rodzajach rekrystalizacji ulega -nianie. Aby operować wartością jednoznaczną, przyjmuje się za miarodajną wielkość ziarna po zakończeniu rekrystalizacji pierwotnej, tzn. mierzoną w chwili zetknięcia się ze sobą rozrastających się zarodków, a przed rozpoczęciem rekrystali-_7aCjj równomiernej (rozrostu ziarn). Tak zdefiniowana wielkość ziarna po rekrystalizacji jest odwrotnie proporcjonalna do odkształcenia (rys. 11.9, 2).

Wszystkie materiały metaliczne wykazują tzw. krytyczny stopień odkształcenia, przeważnie w przedziale 2    12%. Odkształcenie krytyczne powoduje po rekrystalizacji

szczególnie gruboziarnistą strukturę, w zasadzie szkodliwą. Z tego powodu projektuje obróbkę plastyczną wyrobów, które następnie będą podlegać rekrystalizacji, na-Icty unikać odkształceń krytycznych. Efekt odkształcenia krytycznego jest spowodowany bardzo małą liczbą zarodków rekrystalizacji. Po odkształceniu mniejszym od krytycznego rekrystalizacja nie zachodzi, ponieważ było ono za małe do wytworzenia w strukturze subziarn o szerokokątowych granicach (zarodków rekrystalizacji). W takim przypadku struktura materiału po rekrystalizacji składa się z jego ..pierwotnych” ziarn.

Wielkość ziarna po rekrystalizacji pierwotnej nie zależy od temperatury zabiegu. Natomiast temperatura ta wywiera bardzo silny wpływ na zdolność ziarn do rozrostu po rekrystalizacji.

11.4. TECHNICZNE ASPEKTY ODKSZTAŁCENIA PLASTYCZNEGO

Proces rekrystalizacji przedstawia się na wprowadzonych przez Czochralskiego wykresach w układzie współrzędnych: gniot, temperatura rekrystalizacji, wielkość ziarna po rekrystalizacji (rys. 11.10). Ponieważ wykres nie uwzględnia istotnego czynnika, czasu, opracowuje się go zwykle dla warunków jednogodzinnego wyżarzania.

W warunkach przemysłowych zdrowienie i rekrystalizację zapewniają zabiegi obróbki cieplnej, odpowiednio odprężania i rekrystalizowania. Odprężanie przeprowadza się w przedziale temperatur, w którym zachodzi proces zdrowienia. Rekrysta-lizowanie dla powiększenia wydajności procesu (skrócenia czasu) przeprowadza się często w temperaturach o 200 -e- 300°C wyższych od temperatury rekrystalizacji. Górną granicę zakresu temperatur rekrystalizowania ogranicza rekrystalizacja wtórna. Temperatury odprężania, rekrystalizacji i rekrystalizowania kilku materiałów podano dla przykładu w tabl. 11.1.

Teoria odkształcenia plastycznego i rekrystalizacji ma fundamentalne znaczenie praktyczne dla technologii. Mianowicie, odkształcenie plastyczne powoduje umocnienie metalu, jeżeli przebiega poniżej temperatury rekrystalizacji. W przeciwnym