Главная Процесс термической обработки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 o.ooor 0,002 0,00i 0,006 Sn.y, Рис. 27. Зависимость скорости миграции v при 300° С произвольных границ (/) и границ узлов совпадения (2) от содержания олова в зонноочищенном свинце (Ауст и Раттер) ности высокоугловых границ разного типа мало различаются. По некоторым оценкам, подвижность границ узлов совпадения в чистом металле должна быть даже меньше, чем у произвольных, если считать, что миграция границ происходит путем поочередного перехода атомов от поедаемого зерна к растущему. Через более рыхлую произвольную границу облегчен переход атомов. Как показали опыты, примеси тормозят миграцию произвольных границ значительно сильнее, чем миграцию границ узлов совпадения, причем разница в подвижности возрастает с увеличением содержания примеси (см. рис. 27). Объясняется это тем, что, отличаясь более совершенным строением, границы узлов совпадения намного слабее притягивают к себе примесные атомы (равновесная сегрегация примесных атомов на высокоугловой границе обусловлена разницей в строении кристалла на границе и в теле зерна, см. § 17). Произвольная граница должна тащить за собой атмосферу из примесных атомов и поэтому мигрирует значительно медленнее, чем более чистая граница узлов совпадения. Таким образом, те зародыши рекристаллизации, ориентация решетки которых по отношению к решетке деформированной матрицы удовлетворяет соотношению Кронберга-Вильсона, обладают наибольшей скоростью роста. Поэтому так часто наблюдаются текстуры рекристаллизации, которые можно геометрически получить из текстур деформации разворотом кристаллов вокруг общей оси на угол, характерный для данного типа решетки. Экспериментальное изучение текстур рекристаллизации показывает, что угол поворота отклоняется на несколько градусов в обе стороны по сравнению с идеальным соотношением Кронберга-Вильсона. Это можно объяснить тем, что такие небольшие отклонения от идеальной структуры границы узлов совпадения еще не приводят к сильной сегрегации на ней примесных атомов, но зато делают границу несколько рыхлой (см. рис. 26, б), чем облегчается переход атомов основного металла от зерна к зерну. В связи с изложенным становятся понятными роль примесей, в том числе и неконтролируемых, в формировании текстур рекристаллизации, а также сильное влияние температуры отжига на текстуру (с ростом температуры сегрегации примесных атомов на границах размываются тепловым движением и разница в подвижности особых и произвольных границ может исчезнуть). Примеси разного сорта по-разному сегрегируют на произвольных границах, оказывают неодинаковое тормозящее действие на их миграцию и поэтому текстура рекристаллизации получается разной. Гипотезы ориентированного зарождения и ориентированного роста с учетом роли высокой подвижности особых границ и тормозящего влияния примесей помогают понять, почему характер и степень совершенства текстур рекристаллизации столь многообразны и зависят от большого числа факторов - гораздо большего, чем текстура деформации. Если на формирование текстур деформации главное влияние оказывают особенности скольжения дислокаций, то на формирование текстур рекристаллизации влияют исходная структура деформированного металла и соотношение скоростей миграции высокоугловых границ разного типа, которое само сильно зависит от многих факторов. § 9. ВТОРИЧНАЯ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ 1. Закономерности вторичной рекристаллизации При собирательной рекристаллизации зерна укрупняются более или менее равномерно и металл можно характеризовать одним средним значением размера зерна. Такой рост зерен, называемый нормальным, рассмотрен в § 7. В определенных условиях после отжига обнаруживается структура, состоящая из множества сравнительно мелких зерен примерно одинакового размера и гораздо меньшего числа очень крупных, иногда гигантских зерен, достигающих размера в несколько сантиметров (рис. 28). Такая структура возникает в результате неравномерного роста зерна, называемого вторичной рекристаллизацией: большинство зерен укрупняется очень медленно или практически вообще не растет, а отдельные зерна вырастают до больших размеров, поедая свое мелкозернистое окружение. Увеличение рекристаллизованного объема со временем отжига при вторичной рекристаллизации, как и при первичной, изображается сигмаидальной кривой (сравните рис. 29 и 15). Затухание процесса вызвано прекращением роста все большего числа зерен при их соприкосновении с соседями. Вторичная рекристаллизация начинается с определенной температуры (на рис.30 4т. р = 925° С), ниже которой возможна только очень медленная собирательная рекристаллизация. При температуре 925° С за время 1 ч, превышающее инкубационный период вторичной рекристаллизации, размер отдельных зерен увеличивается примерно в 50 раз, достигая величины 10 мм. Основная же масса зерен при 925° С сохраняет размер около 0.02 мм. Размер зерен получается максимальным при температуре т. р. а с ростом температуры выше 4т. р он уменьшается из-за большего числа HCFiTpoB вторичной рекристаллизации. Выше 4т. р ускоряется нормальный рост зерен в матрице, и при достаточно высо- Рис. 28. Грани-ца между мелки-ми зернами . и крупным зерном, образовавшимся в дкнке в результате вторичной рекристаллизации во время отжига при 200° С. X 60 (Бурке) , ких те.мпературах собирательная и вторичная рекристаллизации становятся конкурирующими процессами (кривые / и 2 на рис. 30 сближаются). При температуре 1200° С идет только нормальный, равномерный рост зерен. Таким образом, вторичная рекристаллизация развивается в определенном интервале температур, в котором нормальный рост зерен протекает сравнительно медленно. Зерна, выросшие при вторичной рек)ристаллизации, часто имеют предпочтительную кри-. сталлографическую ориенти- го 0 60 Л7 врепя о/птига, мин Рис. 29. Развитие вторичной ре-кр,ст.-1ллизации при 1050° С в ленте из сплава Fe - 3% Si толщиной 0,04 мм (Асмус, Детерт, Ибэ) TSiinepamt/pa а.пжигаС Рис. 30. Зависимость размера зерен от температуры отжига в течение 1 ч в листах из сплава Fe -3% Si толщиной 0,35 мм: / - размер зерен стабилизированной матрицы, укрупняющихся при нормальном росте; 2 - размер зерен, выросших при вторичной рекристаллизации |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |