Коалесценция субзерен и миграция их границ

Исчезновение субграницы, с которой всегда связан избыток энергии — самопроизвольный процесс. Вместе с тем если при исчезновении субграниц возрастает угловая разориентация у границ, окружающих сливающиеся субзерна, то энергия этих границ возрастает.

Если у таких границ угловая разориентация больше, чем у исчезающей границы, то термодинамический стимул коалесценции сохраняется. Дело в том, что энергия границы Е с увеличением угла разориентации φ растет с затуханием и при одинаковом Δφ в области больших углов ΔЕ будет меньше, чем в области малых углов.

Поэтому уменьшение энергии исчезающей малоугловой границы, происходящее в области малых углов, перекрывает повышение энергии границ с большим углом разориентации.

Наблюдение за структурой фольг, отжигаемых в колонне электронного микроскопа, выявило, что одновременно могут рассыпаться несколько границ, разделяющих соседние субзерна, т. е. возможна не только парная, но и групповая коалесценция.

Коалесценция субзерен и миграция их границ с продвижением тройного стыка возможны только при определенной подвижности атомов.

С увеличением выдержки и повышением температуры полигонизации субзерна могут вырасти до весьма больших размеров (~ 10 мкм).

При этом их рост происходит в пределах кристаллографической ориентировки исходных деформированных зерен
— очертания пятен астеризма на лауэграмме сохраняются. Такая далеко зашедшая полигонизация получила название рекристаллизации на месте (in situ — латинск.).

Но рекристаллизация на месте не является разновидностью обычной первичной рекристаллизации, для которой характерно образование новых зерен, отделенных от матрицы высокоугловыми границами. Рекристаллизация на месте по своей природе является не рекристаллизационным, а полигонизационным процессом.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизационный 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…

Оптимальный режим рекристаллизационного отжига

Оптимальный режим отжига можно выбрать по графикам температурной зависимости свойств (смотрите Влияние температуры отжига и Влияние температуры часового отжига). Так, для восстановления пластичности меди можно рекомендовать часовой отжиг при 500 — 700 °С (смотрите Влияние температуры часового отжига). Верхняя температурная граница отжига выбрана ниже температуры перегрева (~800 °С), а нижняя — с некоторым превышением tкp…

Выбор режимов дорекристаллизационного и рекристаллизационного отжига

Основные параметры отжига наклепанных металлов и сплавов — температура и продолжительность. Они определяют характер и полноту структурных изменений при отжиге, а также свойства металла и сплава после отжига. В отдельных случаях, которые будут рассмотрены ниже, важную роль играют также скорость нагрева до температуры отжига и скорость охлаждения с этой температуры. Режим отжига каждого металла и…

Упрочнение при дорекристаллизационном отжиге

Давно было замечено, что при низкотемпературном отжиге некоторых металлов и сплавов до начала рекристаллизации значительно повышаются твердость, предел прочности и особенно пределы текучести и упругости. У каждого из таких материалов имеется своя оптимальная температура отжига, при которой упрочнение максимально. Максимальный прирост предела упругости (Δσ/σ ) после дорекристаллизационного получасового отжига при оптимальной температуре (tопт) (Э. Н….

Изменение физических свойств при отжиге

Электросопротивление изменяется при отжиге сложным образом. У многих деформированных металлов и неупорядоченных твердых растворов электросопротивление в значительной степени восстанавливается при дорекристаллизационном отжиге. Первичная рекристаллизация окончательно снимает деформационный прирост электросопротивления.  Принято считать, что с повышением температуры рекристаллизационного отжига электросопротивление снижается (если при наклепе оно возрастало). Но справочные данные не согласуются с этим представлением. У меди, никеля,…