Гипотеза ориентированного роста

Гипотеза ориентированного роста объясняет, почему решетка рекристаллизованных зерен повернута по отношению к решетке деформированных зерен вокруг общей оси на углы в интервале 25 — 40 °С. Высокоугловые границы с наибольшей подвижностью наблюдаются именно в этом интервале углов разориентировки кристаллов по обе стороны от границы.


Схема

Схема

Схема, поясняющая появление узлов совпадения на частично сопряженной границе
при развороте двух г. ц. к. решеток в плоскости {111} на
угол 38,2° вокруг общей оси <111>.


В г. ц. к. металлах особенно подвижны границы с углом разориентировки около 38° вокруг общей для соседних зерен оси <111>. Как показали Кронберг и Вильсон, при такой взаимной ориентировке кристаллов множество атомов принадлежит одновременно узлам решеток обоих кристаллов.

На рисунке показаны два плотноупакованных атомных слоя {111} (черные и светлые кружки), принадлежащих двум решеткам, развернутым в плоскости чертежа вокруг общей оси <111>, которая перпендикулярна плоскости чертежа. На плоскости раздела двух кристаллов каждый седьмой атом находится в совпадающих узлах. В пространстве такие «узлы совпадения» образуют свою «сверхрешетку» с периодом, большим, чем в обычной решетке данного металла.


Схема строения границы узлов совпадения

Схема строения границы узлов совпадения

Схема строения границы узлов совпадения между кристаллами с примитивной кубической решеткой. Поворот решеток вокруг общей оси <001> (Гордон и Вандермейер): а — на угол 37°; б — на несколько градусов меньше 37°; Гр — граница.


Сверхрешетка из узлов совпадения (светлые кружки) показана на рисунке, где граничат два зерна с примитивной кубической решеткой.

Решетки зерен взаимно ориентированы так, чтобы образовалась сверхрешетка с высокой плотностью узлов совпадения. Черные кружки изображают ряды атомов, встречающихся под углом на границе зерен, а светлые (каждый пятый атом на направлении <100>) — это атомы в узлах совпадения на прямых, например mn, проходящих через оба зерна и принадлежащих сверхрешетке.

Границы зерен, взаимная ориентация которых удовлетворяет соотношению Кронберга — Вильсона, называют границами Кронберга — Вильсона, а также границами узлов совпадения или частично сопряженными. В о. ц. к. металлах такие границы наблюдаются при развороте двух решеток вокруг общей оси <100> на угол 26,5°

Важнейшая особенность частично сопряженных границ — высокое совершенство их строения (благодаря совпадению многих узлов двух решеток), что хорошо видно на рисунке. Небольшое отклонение в ориентации от соотношения Кронберга — Вильсона приводит к разрыхлению межзеренной границы и увеличению ее ширины.

«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…

Фестонистость

Наибольший вред текстура рекристаллизации приносит в том случае, когда листы или ленты предназначаются для глубокой вытяжки. Холоднокатаный лист или ленту перед штамповкой отжигают. Если при отжиге возникает достаточно совершенная текстура рекристаллизации, то лист становится анизотропным. В этом легко убедиться, вырезая плоские образцы для растяжения под разным углом к направлению прокатки. Схема вырезки разрывных образцов Схема…

Текстурованная трансформаторная сталь

Важным примером промышленного материала, в котором текстура рекристаллизации полезна, может служить трансформаторная сталь. Стальной лист в сердечнике трансформатора непрерывно перемагничивается. Около 0,4% общего расхода электроэнергии теряется на нагревание сердечников трансформаторов. Высокий к. п. д. трансформаторов обеспечивается минимальными потерями на перемагничивание вдоль направления магнитопровода. Трансформаторная сталь содержит 2,8 — 3,5% Si и минимально возможное количество углерода….