2. Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизацнонный отжиг подразделяют на полный, неполный и текстурирующий.

Полный рекристаллизационный отжиг, обычно называемый Просто рекристаллизационным, - одна из наиболее широко применяемых операций термообработки.

Рекристаллизационный отжиг используют в промышленности как первоначальную операцию перед холодной обработкой давлением (для придания материалу наибольшей пластичности), как промежуточный процесс между операциями холодного деформирования (для снятия наклепа) и как окончательную (выходную) термическую обработку (для придания полуфабрикату или изделию необходимых свойств). Рекристаллизационный отжиг сталей, цветных металлов и сплавов применяют после холодной прокатки листов, лент и фольги, холодного волочения труб, прутков и проволоки, холодной штамповки и других видов холодной обработки давлением.

В производстве полуфабрикатов и изделий ий цветных металлов и сплавов рекристаллизационный отжиг как самостоятельная операция термообработки распространен гораздо шире, чем в технологии производства стали. Объясняется это тем, что по сравнению со сталями холодной обработке давлением подвергают несравненно большую долю цветных металлов и сплавов.

Оптимальный режим отжига можно выбрать по графикам температурной зависимости свойств (см. рис. 43 и 44). Так, для восстановления пластичности меди можно рекомендовать часовой отжиг при 500-700° С (см. рис. 44). Верхняя температурная граница отжига выбрана ниже температуры перегрева (-вООС), а нижняя - с некоторым превышением (~400° С), так как при определенной геометрической степени деформации изделия отдельные его участки деформированы неравномерно. В участках с меньшей степенью деформации рекристаллизация заканчивается при более высоких температурах.

При выборе режима отжига можно использовать диаграммы рекристаллизации (типа рис. 38), избегая получения очень круп-його зерна и разнозернистости. При этом следует хорошо представлять себе те ограничения, которые связаны с использованием диаграмм рекристаллизации.

О качестве отожженного материала не всегда можно судить только по механическим свойствам. Другим показателем в отдельных случаях служит размер рекристаллизованного зерна. Так, например, крупнозернистость является причиной появления апельсиновой корки - характерной шероховатости на поверхности изделий после глубокой вытяжки, растяжки и т. п.

В крупнозернистом материале неоднородность пластической дефюрмации разных зерен выражена особенно сильно. Неоднородность деформации крупных зерен на свободной поверхности изде-

ЛИЯ и проявляется в виде апельсиновой корки. При мелком зерне такой шероховатости не видно.

Скорость нагрева до температуры отжига чаще всего не имеет значения. Но в отдельных случаях необходим ускоренный нагрев. Так, при медленном нагреве до температуры отжига холоднод- формированных полуфабрикатов из алюминиевого сплава маркй АМц вырастают очень крупные, зерна, обусловливающие шерохот, ватость поверхности после правки и снижающие относительное! удлинение. Крупные зерна вырастают из-за того, что в случае медленного нагрева первичная рекристаллизация начинается при сравнительно низких температурах и идет из малого числа центров. После быстрого нагрева до высокой температуры (например, при нагреве в селитровой ванне до 500° С) сразу развивается интенсивная первичная рекристаллизация из многих центров и зерно получается мелким.

Скорость охлаждения с температуры рекристаллизационного отжига металлов и однофазных сплавов не сказывается на их свойствах. Полуфабрикаты из медных сплавов для лучшего отделения окалины иногда охлаждают в воде. Если же сплав,.способен упрочняться при закалке и старении, то скорость охлаждения с температуры рекристаллизационного отжига иногда приходится регламентировать. Так, в термически упрочняемом алюминиевом сплаве В95 при отжиге после холодной деформации, кроме основного процесса - рекристаллизации, может протекать также побочный процесс - частичная закалка (подкалка) с последующим старением. В результате при отжиге не достигается необходимое смягчение материала. Поэтому сплав В95 следует медленно охлаждать вместе с печью с температуры рекристаллизационного отжига (380-430° С) до температуры 150° С (со скоростью не более 30° С/ч).

Неполный рекристаллизационный отжиг проводят при температурах выше /р, но ниже с целью частичного устранения наклепа. Он позволяет, например, производить полунагартованные листы из термически неупрочняемых алюминиевых сплавов. Струк-тура получается частично рекристаллизованной, а частично по-лигонизованной.

Текстурирующий отжиг применяют для получения выгодной анизотропии свойств в трансформаторной стали, железоникеле-вых сплавах с постоянной магнитной проницаемостью (сплавы типа изоперм) и некоторых других текстурованных материалах. Выбор оптимальных режимов отжига здесь - наиболее сложная задача (см. § 12).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Горелик С. С. Рекристаллизация металлов и сплавов. М., Металлургия , 1978. 565 с. с ил.

Хоникомб Р. Пластическая дефоркмция металлов. Гл. И, 12. Пер. с англ. М., Мир , 1972. 408 с. с ил.

Глава III

ОТЖИГ, УМЕНЬШАЮЩИЙ НАПРЯЖЕНИЯ

При обработке давлением, литье, сварке, термообработке, шлифовании, обработке резанием и других технологических процессах в изделии могут возникать внутренние напряжения, которые взаимно уравновешиваются внутри тела без участия внешних йгрузок. В большинстве случаев внутренние напряжения полностью или частично сохраняются в металле после окончания технологического процесса и поэтому называются остаточными напряжениями.

В данной главе рассматриваются только напряжения, уравновешивающиеся в объеме всего тела или отдельных его макрочастей. Такие напряжения называют также зональными или напряжениями I рода, чтобы отличить их от напряжений П рода (микронапряжений), уравновешивающихся в объеме отдельных кристаллитов или их частей.

§ 14. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РОЛЬ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Причинами возникновения внутренних макронапряжений (напряжений I рода) являются неодинаковая пластическая деформация или разное изменение удельного объема в различных точках тела.

Следующий простой пример поясняет возникновение остаточных напряжений при неодинаковой пластической деформации в разных участках металла (рис. 52). Представим себе, что полоса металла прокатывается в бочкообразных валках, диаметр которых посередине значительно больше, чем по концам. Центральные слои полосы получают большее обжатие, чем крайние. Если бы заготовка была составлена, например склеена из набора прутков, то каждый из этих прутков получил бы вытяжку в соответствии со своим обжатием: центральные прутки должны были бы вытянуться сильнее, чем крайние. Но полоса металла в действительности является монолитным телом, в котором центральные и край-

/ г

-Направление про/гатяа

Рис. 62. Возникновение оотаточных напряжений в полосе из-за разного обжатия центральных и крайних слоев при

прокатке в бочкообразных валках; } - полоса до прокатки; 2 - полоса после прокатки? а 4f центральный слой полосы в случае свободной вытяжки (без взаимодействия с соседними слоями)