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 сплава назначают с учетом требований к его структуре и свойствам, особенностей поведения при отжиге и исходного деформированного состояния. Правильно выбрать температуру и время отжига помогают диаграммы тип тех, что представлены на рисунках 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53.

Дорекристаллизационный отжиг

Дорекристаллизационный отжиг бывает смягчающим и упрочняющим.

Дорекристаллизационный смягчающий отжиг используют для повышения пластичности при частичном сохранении деформационного упрочнения. Его применяют, когда необязательно или нежелательно полное смягчение, достигаемое рекристаллизационным отжигом. Смягчающий дорекристаллизационный отжиг чаще всего служит окончательной операцией, придающей изделию требуемое сочетание прочности и пластичности. Реже его используют как промежуточный процесс между операциями обработки давлением для частичного снятия наклепа.

Алюминиевые листы марок АД, АД1 и др. в большом количестве выпускают после дорекристаллизационного смягчающего отжига при 150 — 300 °С (температура отжига зависит от содержания примесей в алюминии, влияющих на tнр). Дорекристаллизационный смягчающий отжиг широко применяют к магналиям, чтобы обеспечить последующие операции гибки, отбортовки и др.

Так, например, у нагартованных листов из сплава АМг2 σв = 30 кгс/мм2 и δ = 7%, а у отожженных при 1150 — 180 °C σв = 27 кгс/мм и δ = 11% (в рекристаллизованном состоянии σв = 20 кгс/мм2 и δ = 18%). В изменении свойств металла при дорекристаллизационном и рекристаллизационном отжиге уже отмечалась легкость полигонизации алюминиевомагниевых сплавов, которая обусловливает разупрочнение при дорекристаллизационном отжиге.

Такой отжиг сплавов AMг1 и АМг2 при 150 — 180 °С обеспечивает сочетание повышенной (по сравнению с рекристаллизованным состоянием) прочности и пластичности, достаточной для проведения последующих операций, включающих пластическую деформацию.

Так как листы из алюминия и магналиев составляют большую часть листовой продукции, выпускаемой заводами по обработке легких сплавов, понятно, насколько широко и эффективно используется дорекристаллизационный смягчающий отжиг.

Для тугоплавких металлов VIA группы (Мо и W) дорекристаллизационный отжиг — единственный способ смягчения после обработки давлением, так как при рекристаллизации они сильно охрупчиваются. Дорекристаллизационный отжиг этих металлов и сплавов на их основе не только помогает частично снимать деформационное упрочнение, но и снижает температуру перехода из пластичного состояния в хрупкое (смотрите Зависимость относительного сужения).

Дорекристаллизационный отжиг часто наряду с повышением пластичности преследует цель уменьшить остаточные напряжения, стабилизировать свойства и повысить стойкость против коррозии.

Для выбора режима дорекристаллизационного отжига необходимо знать tнр (при данной степени деформации). Чем ближе температура отжига tнр, тем полнее снимается наклеп.

Дорекристаллизационный упрочняющий отжиг применяют для повышения упругих свойств пружин и мембран. Оптимальную температуру его (смотрите Изменение свойств металла при дорекристаллизационном и рекристаллизационном отжиге) подбирают опытным путем.

При дорекристаллизационном отжиге холоднодеформированных медных сплавов (алюминиевых и хромовых бронз, медноникелевых сплавов) можно встретиться с «огневой» хрупкостью из-за образования пор по границам зерен. Поры возникают при отжиге под действием остаточных напряжений и по аналогии с порами, образующимися при ползучести, растут вследствие конденсации вакансий. Для борьбы с огневой хрупкостью продолжительность отжига в соответствующем критическом температурном интервале должна быть минимальной.

«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…

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,…

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…