Разнозернистые структуры

После рекристаллизационного отжига в разных участках изделия зерно может быть примерно одинаковым по размеру (например, только мелким или только крупным), но может наблюдаться и нежелательная разнозернистость.

К основным ее формам относятся следующие:

  • равномерная разнозернистость — закономерное чередование по всему объему крупных и мелких зерен;
  • зональная разнозернистость — расположение крупных зерен в определенных зонах изделия;
  • строчечная разнозернистость — вытянутость крупных зерен обычно вдоль направления главной деформации;
  • островная разнозернистость — группы очень крупных или очень мелких зерен, незакономерно распределенные по объему изделия.

Причины и условия появления разнозернистости весьма многообразны и могут различаться даже в случае одного типа разнозернистости в разных сплавах и изделиях.

Равномерная разнозернистость может возникнуть на стадии незавершенной вторичной рекристаллизации. Ее можно предотвратить, проводя отжиг при температурах ниже температуры начала вторичной рекристаллизации, когда рекристаллизованная структура по всему объему получается мелкозернистой.

Можно также повысить температуру или увеличить время отжига выше tвт. р, но тогда повсеместно получается крупнозернистая структура. При значительном превышении температуры отжига над tвт. р структура получается мельче, чем после отжига при температуре вблизи tвт. р.

Простейший случай зональной разнозернистости — возникновение ее при критической деформации металла в определенных зонах изделия. При сильной местной деформации степень деформации уменьшается от большой закритической, например у кромки пробитого отверстия, до нуля (вдали от этой кромки).

В этом случае всегда какой-то участок изделия оказывается деформированным на критическую степень и здесь при отжиге вырастает крупное зерно. Если технологически невозможно избежать критической деформации, то предупредить разнозернистость можно, отказавшись от рекристаллизационного отжига и применяя только дорекристаллизационный отжиг.

«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…

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,…

Анизотропия свойств отожженного металла

В рекристаллизованном металле с хаотично ориентированными кристаллитами векторные свойства отдельных монокристаллов статистически усредняются по всем направлениям в макрообъеме поликристалла. При наличии текстуры рекристаллизации отожженный металл анизотропен. Его анизотропия проявляется тем сильнее, чем совершеннее текстура. Чаще всего анизотропия свойств вредна, но в отдельных случаях требуется получить изделие, в котором какое-то свойство должно быть усилено в определенном…