Рекристаллизации наблюдается

вых зерен аустенита будет такой же, как и у исходного зерна аустенита. Если исходное зерно было крупным (сталь была перегрета), то и после повторного нагрева несколько выше Ася, т. е. после полного отжига, оно также будет крупным Однако при продолжении нагрева в аустенитной области зерно аустенита вместо того чтобы укрупняться, будет измельчаться. Измельчение зерна, особенно в легированной стали, может быть достигнуто нагревом на 100— 300 °С выше Лс.л вследствие рекристаллизации аустенита, получившего наклеп в процессе фазового у 4=fc а-превращения. В некоторых случаях требуется выполнение двух- и даже трехкратного нагрева для накопления этого фазового наклепа в такой степени, чтобы прошла рекристаллизация.

жении температуры 900° С в структуре наблюдаются границы кристаллитов, а также мелкие зерна, образовавшиеся, вероятно, в результате рекристаллизации аустенита, претерпевшего наклеп при фазовом у-*-«-превращении (рис. 2, о). Во время выдержки при 900° С появляются новые границы внутри кристаллитов. Последние как бы разделяются вновь образовавшимися границами на отдельные части.

Осуществлено моделирование высокотемпературной термомеханической обработки с изотермическим превращением переохлажденного аустенита на модернизированной вакуумной установке ИМАШ-5С-65. Приведены результаты изучения статической рекристаллизации аустенита в высокотемпературной области и переохлажденного до 450° С. Дано объяснение изменения прочности аустенита при осуществлении термомеханической обработки, которое определяется развитием динамической и статической рекристаллизации.

в сер. 19 в. наиболее совершенную технологию произ-ва булатной стали. В наст, время осн. содержание термомеханич. обработки состоит в нагартовке аустенита ниже темп-ры рекристаллизации и его мар-тенситном превращении. Возможно проведение нагартовки и при теми-ре выше начала рекристаллизации аустенита, но с ограничением времени деформации.

темп-ры ниже рекристаллизации аустенита (500°), при к-рой и производится деформация (прокатка, штамповка, прессование и т. п.). Миним. степень деформации (обжатия), обеспечивающая заметный эффект упрочнения стали, зависит от содержания углерода и при 0,4% С составляет 50%, оптим. эффект упрочнения наблюдается при степени деформации 90% и более. Чтобы избежать снижения темп-ры до уровня, при котором начинается потеря стабильности аустенита, не допускают охлаждения деформируемой заготовки инструментом (валком, штампом и др.). Для этого заготовку помещают в контейнеры из высокопластичной стали или обработку ведут подогретым инструментом. Следует также учитывать, что стабильность аустенита зависит от степени деформации и снижается по мере ее нарастания (показано пунктирными линиями на рис. 1). После деформации производится окончат, охлаждение заготовки на воздухе или в масле в зависимости от легирования стали.

ции — с ее повышением прочность С. с. возрастает, но начиная с темп-ры интенсивного роста зерна нарастание прочности прекращается, а затем она Рис. 3. Влияние степени де- начинает сни-формации на механич. свой- жаться; 4) темп-ства стали с различным со-, рой деформа-держанием углерода. Отпуск „ни—РР ГГПККГПТР при темп-ре 100°. Чии ее повышение по мере развития рекристаллизации аустенита ведет к снижению прочности С. с,; 5) темп-рой отпуска—с ее повышением происходит падение прочности С. с. более резкое, чем у обычной высокопрочной стали (рис. 4); 6) металлургическим качеством металла —• чистотой по сере, фосфору и неметаллическим включениям, выплавкой в вакууме, а также устранением кристаллизац. и ликвац. дефектов слитка путем применения кристаллизаторов при электрошлаковом и электродуговом переплавах, к-рые увеличивают прочность и пластичность С. с. более заметно

Вычисленные указанным образом некие средние величины напряжений 1-го рода, релаксировавших после скоростного нагрева до разных температур, приводятся на рис. 11.23 и 11.24. Наличие участка насыщения в области температур около 1100° С свидетельствует о полном снятии напряжения 1-го рода после нагрева до этих температур и, следовательно, является косвенным индикатором завершенной рекристаллизации, аустенита, унаследовавшего при скоростном нагреве значительную часть дефектов и напряжений деформированной а-фазы. Сам по себе этот факт может служить определенным доказательством явления наследственной передачи дефектности при а —>f превращении наклепанной стали.

'. После нормализации1 стали 12Х1МФ с температуры 950— 980° С, в течение 20 мин (нагрев, достаточный для завершенля первичной рекристаллизации аустенита, обнаруживаемой методом высокотемпературной металлографии) образуется структура, состоящая из зерен феррита, практически свободного от дислокаций, и зерен с продуктами распада, представляющими собой неоднородную феррито-карбидную смесь с различной формой и диспер-сионностью карбидных частиц, расположенных в ферритной матрице с высокой плотностью хаотически распределенных дислокаций. ,

Увеличение времени выдержки до 60 мин при температуре 980° С приводит к завершению собирательной рекристаллизации аустенита и изменяет характер и дисперсность продуктов распада в большей части объемов зерен. Структуры этих объемов отли-. чаются четко выраженной фрагментацией ферритной матрицы с образованием игольчатой субструктуры. В ферритных пластинах вытянутой формы шириной 0,1—0,5 мкм хаотически распределены дислокации с высокой плотностью. -Карбидные выделения, вероятно Ме8С, образуются как вдоль длинной оси ферритных пластин, так и .параллельными рядами под углом около 60° к ним. Описанная структура представляет собой смесь из «классических» верхнего и нижнего бёйнйтов.

Применение ВТМО с дробной деформацией позволяет осуществлять большую общую степень обжатия с одного нагрева. В практике прокатки на сорт заготовки нагревают до температур 1000—1100° С и с этих температур начинают прокатку. Понятно, что деформация в указанном районе температур будет сопровождаться большой скоростью рекристаллизации аустенита и эффект будет сравнительно малым. Однако прокатка обычно продолжается при понижении температуры и заканчивается в районе 950—900—850° С. При деформации в этом районе температур создается система устойчивых дислокаций, благоприятно влияющих на упрочнение стали при последующей закалке.

Пластическое деформирование происходит при прокатке, штамповке или другом виде горячей обработки давлением. Затем деталь сразу же закаливают во избежание рекристаллизации аустенита.

При температурах ниже температуры начала рекристаллизации, наблюдается явление, называемое возвратом. При возврате (отдыхе) форма и размеры деформированных, вытянутых зерен не изменяются, но частично снимаются остаточные напряжения. Эти напряжения возникают из-за неоднородного нагрева или охлаждения (при литье и обработке давлением), неоднородности распределения деформаций при пластическом деформировании и т, д. Остаточные напряже-

При температурах, превышающих температуру рекристаллизации, наблюдается рост зерна с различной интенсивностью в зависимости от вида и степени легирования. В качестве примера на рис. 6 показаны кривые роста зерна чистого ванадия и двух его сплавов. Видно существенное различие этих сплавов по склонности к росту зерна. Подобные кривые были построены для всех сплавов и выбрана температура нагрева, превышающая температуру рекристаллизации данного сплава и обеспечивающая получение зерна одинакового размера диаметром порядка 20-40 мкм.

В отличие от ориентации {001} <110>, {001} <100> и {110} <001> в деформированных с обжатием более 20% монокристаллах молибдена ориентации {110} <110> разупрочнение в узком интервале температур связано главным образом с рекристаллизацией, т. е. образованием новых зерен в деформированной матрице и их последующим ростом [24, 121,126,135, 136, 209]. Уже после отжига при 800—1000° С в прокатанных образцах появляются рекристаллизованные зерна. Температурный интервал рекристаллизации в зависимости от степени деформации и условий прокатки составляет 700—1500° С. Дальнейшее повышение температуры отжига приводит к росту зерен. В результате рекристаллизации прокатанных монокристаллов молибдена {110} <110> появляется сложная текстура рекристаллизации {111} <112> + {001} <100> [140]. Следует отметить, что в упрочненных кристаллах {ПО} <110> при отжиге образование и рост центров рекристаллизации наблюдается гораздо раньше, чем в деформированных кристаллах {110} <001>.

На кафедре «Материаловедение» МВТУ им. Баумана выполнены рентгеноструктурные исследования САПов с различным содержанием окиси алюминия. При этом установлено, что явление рекристаллизации наблюдается только у сплавов, имеющих не более 4% А12Оз. Все осталь-

При температурах ниже температуры начала рекристаллизации наблюдается явление, называемое возвратом. При возврате (отдыхе) форма и размеры деформированных, вытянутых зерен не изменяются, но частично снимаются остаточные напряжения. Эти напряжения возникают из-за неоднородного нагрева или охлаждения (при литье и обработке давлением), неоднородности распределения деформаций при пластическом деформировании и т.д. Остаточные напряжения создают системы взаимно уравновешивающихся сил и находятся в заготовке, не нагруженной внешними силами. Снятие остаточных напряжений при возврате почти не изменяет механические свойства металла, но влияет на некоторые его физико-химические свойства. Так, в результате возврата значительно повышаются электрическая проводимость, сопротивление коррозии холоднодеформированного металла.

В работе [122] изучалось влияние температуры на эффект . ускорения диффузии в поверхностном слое различных металлов, подвергнутых шлифовке. Мерой устойчивости наклепанного состояния служила диффузионная проницаемость. Показано, что ускорение диффузии в деформированном слое в металлах с г. ц. к. решеткой сохраняется при температурах, существенно превосходящих температуру рекристаллизации. Так, в никеле при температурах, соответствующих весьма развитым стадиям рекристаллизации, наблюдается еще эффект ускорения диффузии в шлифованной поверхности

Для рекристаллизации каждого металла или сплава необходима определенная температура. Процесс рекристаллизации наблюдается в следующих основных случаях:

В результате первичной рекристаллизации наблюдается полное освобождение металла от внутренних напряжений и резкое снижение твердости и прочности при одновременном увеличении пластичности.

слоя. Процесс структурообразования в виде рекристаллизации наблюдается лишь в поверхностном слое. Рост зерен происходит преимущественно в направлении текстуры прокатки с сохранением исходной полосчатой микроструктуры по глубине сплава.

но производить как в холодном, так и в горячем состоянии. В процессе пластической деформации металла в холодном состоянии вследствие деформирования микроструктуры твердость и хрупкость металла непрерывно увеличиваются, а пластичность и вязкость уменьшаются. Эти изменения свойств называют упрочнением (наклепом). Они могут быть устранены, например с помощью термообработки (отжига). Процесс замены деформированных, вытянутых зерен новыми, равноосными, происходящий при определенных температурах, называют рекристаллизацией. Она происходит при температурах, лежащих выше так называемого температурного порога рекристаллизации (см. раздел 1.3). Горячая обработка давлением производится при температуре выше порога рекристаллизации, холодная — ниже. При температурах несколько ниже температурного порога рекристаллизации наблюдается явление, называемое возвратом. При возврате (отдыхе) размеры и форма деформированных, вытянутых зерен не изменяются, но в значительной степени снимаются остаточные напряжения, возникающие при литье, обработке давлением и т. д.