ную пластическую деформацию, которая оказывает определяющее влияние на формирование структуры сплава при старении, при перлитных, бейнитных и мартенсйтных превращениях.

Прежде чем приступать к анализу изменений структуры и свойств металла при ТМО, необходимо рассмотреть, как формируется структура при горячей обработке давлением (структурные изменения при холодной деформации рассмотрены в § 4).

Глава XII

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА ПРИ ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ

На протяжении десятилетий принято было считать, что в процессе горячей обработки давлением всегда протекает рекристаллизация. Именно в этом видели основное отличие горячей обработки от холодной. Начатые в 60-х годах подробные исследования механизма горячей пластической деформации выявили ошибочность указанного утверждения. Оказалось, что истинная структура, формирующаяся непосредственно в процессе горячей деформации, часто сильно искажена рекристаллизацией, проходящей во время охлаждения металла с температуры окончания горячей деформации. Очень быстрое охлаждение образца в момент прерывания горячей деформации помогает выявить структуру, сформировавшуюся к этому моменту. Так как сопротивление деформированию реагирует на структурные изменения, то ценную информацию о сущности процессов, происходящих при горячей деформации, можно также получить, анализируя форму кривых истиннее напряжение S - истинная деформация е (рис. 179)*. Такие кри-;Вые обычно получают испытаниями на горячее кручение или сжатие.

Истинная скорость деформации (е) при горячей обработке давлением находится в интервале 10 -10 с **. Она определяется видом обработки и применяемым оборудованием. Например, при прессовании эта скорость минимальна (порядка 10 -10 c), а при ковке на молоте максимальна (порядка 10-10 с ). Так как сопротивление деформированию сильно зависит от скорости деформации, то графики S - е строят для разных скоростей (см. рис. 179).

В каждом реальном цикле горячей обработки давлением температура металла изменяется сложным образом. Она может повышаться из-за адиабатического разогрева и понижаться из-за

* е = In /о, где /о - начальная длина образца, а / - его длина в заданный момент деформации.

** е-- - где /--длина образца, т - время.

0,г OA Ofi О.в l,0e о 0.5 1,0 1,5 2,0 2,5 a

во. 179. Зависимость истинного напряжения S 01 истинной деформации г

(цифры на кривых - скорости деформации, о-): армко-железо, 700° С, Иммэриджея и Джонас; б сталь о 0,25% О, 1100 С Рассард

отдачи тепла более холодному инструменту и в окружающую среду. Для упрощения анализа лабораторные испытания с построением графиков S - е проводят в условиях, близких к изотермическим.

§ 50. СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВО ВРЕМЯ ГОРЯЧЕЙ ДЕФОРМАЦИИ

На начальных этапах горячей деформации всегда происходит деформационное упрочнение, связанное с повышением плотности дислокаций. Восстановительными, разупрочняющими процессами, уменьшающими плотность дислокаций во время горячей деформации, могут быть только возврат или возврат и рекристаллизация.

Процессы разупрочнения во время горячей деформации аналогичны процессам разупрочнения при отжиге после холодной деформации: при возврате плотность дислокаций уменьшается в результате переползания и поперечного скольжения с выстраиванием дислокаций в стенки (полигонизация), а при рекристаллизации - в результате выметания дислокаций мигрирующими высокоугловыми границами. Восстановительные процессы, идущие во время деформации, имеют и свои особенности, рассмотренные йиже. В связи с этим были введены термины динамический возврат (в том числе динамическая полигонизация) и динамическая рекристаллизация в отличие от статического возврата и статической рекристаллизации, которые идут при отжиге после холодной дефермадаи или но окончании горячей деформации (вовремя поедет деформацвонйой выдержки и охлажден ). 334

1, Динамический возврат

Если динамический возврат - это единственный восстановительный процесс при горячей деформации, то кривые напряжение - деформация имеют наиболее простой вид: рост напряжения течения плавно затухает до достижения определенной величины, не зависящей далее от степени деформации (см. рис. 179, а). Если исходный металл был отожжен и имел рекристаллизованную структуру с плотностью дислокаций порядка 10-IC см, то в период деформационного упрочнения плотность дислокаций плавно возрастает, достигая на стадии установившегося течения величины порядка 10* см .

На стадии деформационного упрочнения (горячего наклепа) вначале образуются дислокационные клубки, а затем - ячеистая структура. Постепенно формируется субзеренная структура, т. е. происходит динамическая полигонизация. На стадии установившегося течения средний размер субзерен, их разориентировка и средняя илот%остъ даглотавдл даутри субзерен остаются постоянными.

С ростом степени деформации скорость генерирования дислокаций мало меняется, а скорость их аннигиляции из-за роста плотности дислокаций возрастает до тех пор, пока не сравняется со скоростью генерирования. Это и соответствует достижению стадии установившегося течения. С понижением температуры или повышением скорости деформации восстановительные процессы возврата в расчете На одну и ту же величину деформации успевают проходить в меньшей степени и поэтому стадия установившегося течения наступает позднее. Истинная деформация, соответствующая достижению стадии установившегося течения, находится в интервале от 0,1 до 0,5 в зависимости от температуры и скорости деформирования.

На установившейся стадии субзерна остаются равноосными вплоть до очень больших деформаций, в то время как зерна сильно вытягиваются в направлении течения. Сохранение равноосности субзерен можно объяснить процессом реполигонизации - многократной повторной полигонизации, состоящей в рассыпании суб-зеренных границ и новом их формировании в таких местах, что средний размер субзерен остается неизменным.

Чем выше температура и ниже скорость деформации, тем меньше напряжение течения на стадии установившегося течения, меньше общая плотность дислокаций и крупнее субзерна.

Динамический возврат может развиваться и при холодной деформации, однако здесь он не приводит к стадии установившегося течения: деформационное упрочнение идет непрерывно, а динамический возврат проявляется только в уменьшении коэффициента деформационного упрочнения с ростом деформации. Плотность дислокаций в стенках ячеек при холодной дрмации возрастает, в то время как на установившейся стадии горячей деформации