имеется разная склонность к образованию при: пластиче(;кой; деформации ячеистой структуры. Ячеистая структура отмечена после холодной деформации в А1, Ni, Си, Ag, Au, Fe, Мо.и.мнртих сплавах. В нержавеющей аустенитной стали, а-латуни, однофазных алюминиевых и кремнистых бронзах, для которых характерны очень низкая энергия дефектов упаковки и стремление сильно растянутых дислокаций оставаться в своих плоскостях скольжения;, ячеистая структура или совсем не наблюдалась, или же выявляг лась только при больших степенях деформации.

При пластической деформации возрастает концентрация точечных дефектов - вакансий и межузельных атомов. Точечные дефекты генерируются порогами скользящих винтовых дислокаций. С увеличением степени деформации одновременно с повышением плотности растянутых дислокаций растет и число дефектов упаковки.

Таким образом, с увеличением степени пластической деформации растет плотность дислокаций и избыток дислокаций одного знака, может формироваться ячеистая структура, увеличивается концентрация точечных дефектов и дефектов упаковки. Все эти изменения внутреннего строения кристаллитов - важнейший результат пластической деформации металлов и сплавов.

2. Наклеп

Обычно под наклепом понимают упрочнение при обработке давлением. В более широком понимании наклеп-это совокупность структурных изменений и связанных с ними изменений свойств при пластической деформации. .

С увеличением степени холодной деформации показатели сопротивления деформированною (предел прочности, предел текучести и твердость) возрастают, а по-казатели пластичности (относительное удлинение и сужение) падают (рис. 10). При деформировании металла со степенью деформации более 50-70% предел прочности и твердость обычно увеличиваются в полтора-два, а иногда и в три раза в зависимости от природы металла и вида обработки давлением.

Небольшие деформации (до 10%), как правило, значительно сильнее влияют на предел текучести, чем на предел прочности. При больших степенях деформации у некоторых.сплавов предел текучести может возрасти в 5-8 раз и более.

Относительное удлинение резко уменьшается уже при сравнительно

О го йо 60 60

, H-h

wo%

Рис. 10. Зависимость механических свойств дуралюмина Д1 от степени обжатия при холодной прокатке (А. В. Третьякков, К- М- Рад-ченко)

НЁбольшйх деформациях <см. рис. IQ). Сильная деформация, увеличивающая предел прочности и твердость в 1,5-2 раза, снижает относительное удлинение в 10-20, а иногда и в 30-40 раз и более.

Рост показателей сопротивления деформированию и снижение показателей пластичности с увеличением степени предварительной *<Хподной деформации происходят в результате повышения плот-йбсти дислокаций. В наклепанном металле из-за повышенной плотности дислокаций затруднено скольжение уже имеющихся, а также генерирование и скольжение свежих дислокаций.

Границы ячеек и субзерен служат барьерами для скользящих дислокаций. Уменьшение расстояний между этими барьерами (уменьшение размера ячеек) способствует упрочнению при увеличении степени обжатия.

Электроны проводимости рассеиваются точечными дефектами и дислокациями. Поэтому увеличение числа дефектов решетки при холодной пластической деформации вызывает рост электросопротивления. В то время как механические свойства при больших деформациях изменяются в несколько или десятки раз, электросопротивление у чистых металлов обычно возрастает на 2-6%.

У сплавов наблюдаются разнообразные по величине и даже разные по знаку изменения электросопротивления при холодной деформации.

У многих сплавов, содержащих переходные металлы, в том числе у широко используемых в промышленности сплавов нихром, хромель (N1-Сг), алюмель (Ni-Сг-А1-Мп--Si) и нейзильбер (Cu-Ni-Zn), возникает так называемое /(-состояние, характеризующееся повышенным электросопротивлением по сравнению с электросопротивлением при статистически равномерном распре-целении атомов в твердом растворе.

Появление /(-состояния объясняют диффузионным перераспределением атомов, при котором число связей между атомами разного сорта становится больше, чем в статистически неупорядоченном твердом растворе. Наиболее характерным признаком /(-состояния является значительное уменьшение электросопротивления при холодной деформации. Это вызвано тем, Что при холодной деформации нарушается свойственное /(-состоянию распределение атомов разного сорта и сплав переводится в состояние неупорядоченного твердого раствора.

3. Анизотропия свойств

.Свойства холоднодеформированного металла по разным направлениям различны. Анизотропия свойств обусловлена двумя причинами: волокнистостью структуры и текстурой деформации.

По длине разрывного образца, вырезанного поперек волокна, исло межзеренных границ значительно больше, чем в образце,

вырезанном вдоль волокна. На межзеренных границах сосредоточены примеси и неметаллические включения,-например окис-ные плены. -Естественно, что механические - свойства металла., вдоль и поперек волокна разные. Поэтому при контроле полуфабрикатов, полученных обработкой давлением, различают долевые и поперечные образцы и соответственно долевые и поперечные свойства. Обычно показатели пластичности и ударная вязкость на поперечных образцах ниже, чем на долевых.

Каждый кристаллит анизотропен, его свойства зависят от кристаллографического направления. В металле с хаотичной ориентировкой кристаллов свойства по всем направлениям статистически усредняются. Такой металл квазиизотропен. В тек-стурованном металле с предпочтительной ориентировкой кристаллов имеются направления, вдоль которых одни свойства усилены, другие ослаблены. Поэтому текстура деформации обусловливает анизотропию свойств.

§ 5. ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРЫ ПРИ ДОРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИвННОМ ОТЖИГЕ

Холодная обработка давлением приводит металл в неравновесное состояние с повышенной свободной энергией. Наклепанный металл стремится самопроизвольно перейти в более равновесное состояние с меньшей свободной энергией. Восстановительные процессы сводятся в основном к уменьшению общего количества дефектов кристаллической решетки и перераспределению их в кристаллитах с образованием более равновесных конфигураций. Эти процессы совершаются путем перемещений атомов, и решающее влияние на них оказывает температура.

У большинства промышленных металлов и сплавов, исключая легкоплавкие, при комнатной температуре подвижность атомов недостаточна, чтобы обеспечить активное развитие восстановительных процессов, уменьшающих свободную энергию наклепанного материала. Чтобы частично или полностью устранить наклеп за практически приемлемое время, приходится проводить нагрев - отжиг после холодной обработки давлением.

В зависимости от температуры и продолжительности отжига в холоднодеформированном металле протекают различные структурные изменения, которые подразделяют на процессы возврата и процессы рекристаллизации.

После нагрева наклепанного металла при сравнительно низких гомологических температурах (для металлов обычной чистоты - ниже 0,ЗТпл) под световым микроскопом не наблюдаются

Гомологической, или соответственной, температурой называют отношение данной температуры к температуре начала плавления по абсолютной шкале.