/II г. 6 в Нд % (am)

0.вМп

Р в о. 20. Зависимость температуры начала и конца рекристаллизации

от состава в двойных системах: а - А-Mg (В. И. Иверонова); б - Fe-W (С. С. Горелик); в - А1-< 1Лп (С. С. Горелик); Р. Р. - граница растворимости на диаграмме состояния

ливающимся тепловым движением, в результате чего становится возможным формирование центров рекристаллизации и облегчается их рост. С увеличением концентрации чужеродных атомов участки вблизи дислокаций насыщаются ими, и поэтому возрастание температуры начала рекристаллизации затухает.

Энергия упругого притяжения примесного атома с радиусом к краевой дислокации пропорциональна фактору размерного несоответствия (R -Ro)/Ro, гДе Ro - радиус атома основы в случае раствора замещения, а в случае раствора внедрения - радиус такого жесткого шара, который, будучи внесен в то место решетки, где расположен примесный атом, не вызовет объемных искажений. Поэтому температура начала рекристаллизации растет тем сильнее, чем больше фактор размерного несоответствия атомов добавки.

Наиболее сильно повышают температуру начала рекристаллизации элементы, малорастворимые в твердом состоянии в металле - основе. Это связано с тем, что обычно малая растворимость в твердом состоянии обусловлена большой разницей в атомных радиусах элементов.

Чем чище исходный металл, тем сильнее действие добавляемого элемента, так как в более грязном исходном металле на дислокациях уже имеются примесные атмосферы, затрудняющие рекристаллизацию.

В тех редких случаях, когда малая добавка понижает температуру начала рекристаллизации, это может быть результатом того, что исходный металл был загрязнен примесями, сильно повы-

шающими температуру начала рекристаллизации а.добаадаемыи- - -легирующий элемент связывает эти примеси в соединения и выводит их из твердого раствора.

у Во многих системах по достижении максимума в области срав-нительно небольших концентраций (десятые доли процента - проценты) температура начала рекристаллизации снижается (рис. 20, а, в). Это снижение С. С. Горелик объяснил влиянием легирующего элемента на структуру деформированного сплава. Если добавка уменьшает энергию дефектов упаковки твердого раствора, то дислокации сильно расщеплены, поперечное скольжение их затруднено и при пластической деформации образзются участки с большим избытком дислокаций одного знака. В таком твердом растворе температура начала рекристаллизации должна -быть ниже, чем в менее легированном сплаве, где энергия дефектов упаковки более высокая.

, Влияние состава на величину tp в области больших концентраций обусловлено главным образом изменением сил межатом-ной связи. Так, если при легировании температура плавления -понижается и силы меАатомной связи ослабевают (например, в системе А1-М, рис. 20.. о)., то температура начала рекристаллизации в области больших концентраций твердого раствора непрерывно снижается.

По сравнению с действием малых добавок на чистейший металл, когда сотые и десятые доли процента добавки могут повы- - -сить температуру начала рекристаллизгщии на сто градусов и - более, увеличение содержания легирующих элементов в области больших концентраций на проценты и десятки процентов сравни-. тельно слабо изменяет температуру начала рекристаллизации (максимум на десятки градусов). Соотношение температур начала рекристаллизации и плавления у твердых растворов выше, чем у чистых металлов, причем в однофазных сплавах - растворах величина tllt n составляет максимум 0,6 (по сравнению с 0,25-0,4 у металлов).

При переходе через границу растворимости в двухфазную область температура начала рекристаллизации с увеличением количества второй фазы интенсивно возрастает (рис. 20, а, б).

Влияние частиц избыточной фазы на зависит от их количества и дисперсности. При небольшом количестве избыточной фазы и невысокой дисперсности ее частиц, имевшихся в сплаве дообработки давлением, пластическая деформация по сравнению с деформацией однофазного сплава нооит более турбулентный характер, а около частиц образуются скопления дислокаций, что снижает температуру начала рекристаллизации при последующем отжиге (на рис. 20, в минимум tl находитсл правее границы растворимости).

При большем количестве частиц избыточной фазы они служат барьерами для миграции границ зародышей рекристаллизации и,

хотя температура формирования центров рекристаллизации может остаться на прежнем уровне, рост их возможен только при более высоких температурах. Таким образом, в двухфазных сплавах формирование центров рекристаллизации и начало их роста могут быть разделены значительным температурным или временным интервалом. Обычные экспериментальные методы (световая микроскопия и рентгеновский анализ) фиксируют центры рекристаллизации после того, как они подросли до значительного размера. Поэтому такими методами обнаруживается повышение с увеличением количества избыточной фазы, хотя истинная температура появления зародышей рекристаллизации может практически не измениться. Но для практики обычно больший интерес представляет именно температура начала интенсивного роста зародышей рекристаллизации, так как с ним связано интенсивное изменение свойств.

Если деформируется пересыщенный раствор, то при последующем отжиге на процесс рекристаллизации .накладывается процесс распада раствора. Выделения частиц на дислокациях, малоугловых и высокоугловых границах (см. § 42) тормозят перераспределение дислокаций и миграцию границ, задерживая зарождение и рост центров рекристаллизации. При более высоких температурах, когда частицы выделений коагулируют или растворяются, происходит разблокировка дислокаций и границ и становятся возможными формирование и рост зародышей рекристаллизации. Таким образом, в стареющих сплавах рекристаллизация может быть сильно задержана распадом твердого раствора.

.3. Температура конца рекристаллизации

Температуру полного исчезновения деформированной матрицы при данном времени отжига называют температурой конца рекристаллизации /р. Экспериментально ее определяют с помощью световой микроскопии по исчезновению сильнее травящихся остатков деформированной матрицы и рентгенографически - по исчезновению на рентгенограмме размытых дебаевских колец. Кроме того, по рентгенограмме можно подсчитать число пятен - рефлексов от рекристаллизованных зерен. Максимальное число таких рефлексов соответствует концу первичной рекристаллизации, так как начинающаяся вслед за ней собирательная рекристаллизация уменьшает число рекристаллизованных зерен.

. При непрерывном наблюдении за первичной рекристаллизацией меди и алюминиевой бронзы с помощью фотоэмиссионного электронного микроскопа было обнаружено, что в некотором интервале температур рекристаллизация не заканчивается полным исчезновением деформированных зерен: сигмоидальные кривые аналогичны кривым на рис. 15, но они выходят на горизонталь, соответствующую большой доле объема нерекристаллизованного