2.6. Пластическая деформация при различных температурно-скоростных условиях

При высоких температурах процессы упрочнения и разупрочнения протекают одновременно. В результате пластической деформации структура и механические свойства металлов коренным образом изменяются. Последние сильно зависят от температуры, степени и скорости деформации.

ОСОБЕННОСТИ ДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗВРАТА И РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ

С изменением температуры механизм упрочнения не изменяется. Разупрочняющиеся процессы, которые происходят одновременно с деформацией, развиваются иначе, чем при нагреве после деформации. Процессы возврата и рекристаллизации, происходящие во время деформации, называются динамическими.

В процессе деформации упрочнение идет следующим образом: резко возрастает концентрация точечных дефектов и плотность дислокаций, сетка дислокаций делит кристаллы на субзерна, структура металла становится неравновесной, сопротивление деформации увеличивается. Накопление искажений в зернах приводит к уменьшению энергии активации, и после достижения критической степени деформации начинается процесс рекристаллизации. Влияние разупрочнения начинает преобладать, а сопротивление деформации падает. После снятия упрочнения структура вновь становится равновесной. С увеличением температуры скорость диффузии резко повышается, а поэтому рекристаллизация идет с очень высокой скоростью и успевает завершиться даже при относительно высоких скоростях деформации. Разупрочнение не может идти одновременно во всех зернах. Разупрочнение в одном зерне идет одновременно с упрочнением в других.

Деформация, в процессе которой динамическая рекристаллизация снимает упрочнение и приводит к образованию равновесной структуры, называется горячей деформацией.

Если скорость упрочнения выше скорости рекристаллизации, то последняя не успевает полностью завершиться. Деформация, при которой динамическая рекристаллизация не приводит к полному разупрочнению и в результате которой образуется структура с большим количеством упрочненных нерикристаллизованных зерен, называется неполной горячей деформацией.

В горячем состоянии, после деформации, может происходить повторная рекристаллизация. Это разновидность статической рекристаллизации, отличающаяся тем, что новые зерна не образуются, а кристаллизация приводит к росту уже сформировавшихся зерен.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМАЦИИ ПО ТЕМПЕРАТУРНО-СКОРОСТНОМУ ПРИЗНАКУ.

Все процессы обработки металлов давлением можно разделить на четыре вида: холодную, неполную холодную, неполную горячую и горячую деформацию.

Холодная деформация – это деформация, которая не сопровождается разупрочнением. Происходит при низких скоростях, когда влияние теплового эффекта не приводит к изменению температуры металла. Большие изменения происходят в структуре, физических и механических свойствах.

Неполная холодная деформация – это деформация, которая сопровождается значительным разупрочнением в форме возврата. Осуществляется в температурном интервале , когда интенсивно протекают процессы возврата. Влияние теплового эффекта не приводит к повышению температуры. Структурные и механические свойства, как и при холодной деформации. Физические – менее заметно.

Неполная горячая деформация – это деформация, которая сопровождается значительным разупрочнением в форме возврата и частичной рекристаллизации. Осуществляется при температурах выше . Интенсивно протекает динамическая рекристаллизация. После неполной горячей деформации структура становится чувствительной к скорости деформации.

Горячая деформация – это деформация, которая протекает с полным разупрочнением. Осуществляется при температурах выше . Происходит изменение структуры: залечивание дефектов, дробление дендритов и межкристаллитных прослоек, получение равноосных зерен. Механические свойства существенно повышаются по сравнению с литой структурой.