Влияние дисперсных частиц избыточных фаз

Когда матрица стабилизирована из-за «эффекта толщины», т. е. из-за закрепления границ зерен в тонких листах канавками термического травления в местах выхода границ на поверхность листа, то решающее влияние на скорость роста оказывает энергия свободной поверхности зерен.

У кристаллов трансформаторной стали (Fe + 3% Si) грани {110} обладают минимальной поверхностной энергией (как грани с максимальной плотностью упаковки атомов в о. ц. к. решетке).

Поэтому рост кристаллов, у которых грани {110} совпадают с поверхностью листа, будет энергетически выгоден по сравнению с ростом всех других кристаллов.

Поверхностная энергия граней кристаллов Fe — 3% Si оказалась очень чувствительной к составу окружающей атмосферы (из-за явления адсорбции). Когда в атмосфере отжиговой печи содержится кислород, то грани {100} имеют меньшую поверхностную энергию, чем грани {110}.

Поэтому если отжиг в вакууме или сухом водороде приводит к образованию при вторичной рекристаллизации в тонких листах трансформаторной стали ребровой текстуры {110} <110>, то отжиг в атмосфере, содержащей кислород, приводит к образованию при вторичной рекристаллизации кубической текстуры {100} <100>.

Регулируя атмосферу (а также состав сплава), можно через изменение энергии свободной поверхности изменять текстуру вторичной рекристаллизации, вызывая избирательный рост зерен с минимальной энергией граней, выходящих на поверхность листа. Естественно, что такое регулирование текстуры вторичной рекристаллизации возможно только в листах, толщина которых соизмерима с размером зерен, образовавшихся при первичной и собирательной рекристаллизации.

Зная влияние дисперсных частиц избыточных фаз, текстуры первичной рекристаллизации, атмосферы отжига, толщины изделия и других факторов на стабилизацию матрицы и избирательный рост зерен, можно управлять процессом вторичной рекристаллизации (подавляя или развивая ее), изменяя состав сплава, режимы обработки давлением и термической обработки.

«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…

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….

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….