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 обработку (для придания полуфабрикату или изделию необходимых свойств).

Рекристаллизационный отжиг сталей, цветных металлов и сплавов применяют после холодной прокатки листов, лент и фольги, холодного волочения труб, прутков и проволоки, холодной штамповки и других видов холодной, а также теплой обработки давлением (при теплой обработке давлением металл значительно наклепывается, хотя и слабее, чем при холодной).

В отдельных случаях рекристаллизационный отжиг следует за горячей обработкой давлением. Например, горячекатаные рулоны из некоторых алюминиевых сплавов перед холодной прокаткой отжигают для снятия остатков наклепа, так как в конце горячей прокатки, когда лист был захоложен до температур 280 — 330 °С, медленная рекристаллизация не успела полностью пройти и снять наклеп.

В производстве полуфабрикатов и изделий из цветных металлов и сплавов рекристаллизационный отжиг как самостоятельная операция термообработки распространена гораздо шире, чем в технологии производства стали. Объясняется это тем, что по сравнению со сталями холодной обработке давлением подвергают несравненно большую долю цветных металлов и сплавов.

Температура полного рекристаллизационного отжига должна быть выше tкр. Если металл или сплав имеет критические точки в твердом состоянии, то температура чисто рекристаллизационного отжига должна находиться ниже критической точки, например точки Ас1 в стали или температуры полиморфного превращения в титановых сплавах. При нагреве выше температуры α + β → β — перехода в титановых сплавах вырастает очень крупное зерно.

Ниже приведены примерные температуры полного рекристаллизационного отжига разных материалов, °С:

Углеродистая сталь 650 — 710
Медь 500 — 700
Латуни и бронзы 600 — 700
Медноникелевые сплавы 700 — 850
Никель 700 — 800
Никелевые сплавы 800 — 1150
Титан 670 — 690
Алюминий 300 — 500
Алюминиевые сплавы 350 — 430
Магниевые сплавы 300 — 400

Время выдержки обычно составляет 10 — 60 мин. При выборе времени выдержки иногда приходится учитывать побочные процессы. Так, основным процессом при отжиге холоднодеформированных сталей ниже точки Ас1 является рекристаллизация феррита. Но, кроме нее, может идти сфероидизация цементита.

Время, необходимое для полной рекристаллизации, не превышает 60 мин, а если требуется перевести цементит в зернистую форму, время выдержки доходит до нескольких часов (зернистая форма цементита наиболее благоприятна для последующего холодного деформирования).

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

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…

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…