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 (~400 °С), так как при определенной «геометрической» степени деформации изделия отдельные его участки деформированы неравномерно. В участках с меньшей степенью деформации рекристаллизация заканчивается при более высоких температурах.
При выборе режима отжига можно использовать диаграммы рекристаллизации (типа Диаграммы рекристаллизации электролитического железа), избегая получения очень крупного зерна и разнозернистости. При этом следует хорошо представлять себе те ограничения, которые связаны с использованием диаграмм рекристаллизации.
Только по механическим свойствам не всегда можно судить о качестве отожженного материала. Другим показателем в отдельных случаях служит размер рекристаллизованного зерна.
Так, например, крупнозернистость является причиной появления апельсиновой корки — характерной шероховатости на поверхности изделий после глубокой вытяжки, растяжки и т. п.
В крупнозернистом материале неоднородность пластической деформации разных зерен и внутри одного зерна выражена особенно сильно. Так, в пределах одного крупнозернистого алюминиевого образца относительное удлинение разных зерен может различаться в 10 раз. Неоднородность деформации крупных зерен на свободной поверхности изделия и проявляется в виде апельсиновой корки. При мелком зерне такой шероховатости не видно.
Разнозернистость обусловливает при глубокой вытяжке сильно неоднородную деформацию и может привести к разрывам.
В листах и лентах однофазных медных сплавов, предназначенных для глубокой штамповки, размер зерна не должен превышать 0,05 мм. Для контроля размера зерна α-латуней и бронз в заводских условиях пользуются эталонами структур.
Кроме требований к уровню свойств и размеру зерна, при выборе режима отжига в ряде случаев следует учитывать требование к допустимой степени анизотропии свойств, связанной с текстурой рекристаллизации (смотрите Фестонистость).
Скорость нагрева до температуры отжига чаще всего не имеет значения. Но в отдельных случаях необходим ускоренный нагрев. Так, при медленном нагреве до температуры отжига холоднодеформированных полуфабрикатов из алюминиевого сплава марки АМц вырастают очень крупные зерна, обусловливающие шероховатость поверхности после правки и снижающие относительное удлинение. Крупные зерна вырастают из-за того, что в случае медленного нагрева первичная рекристаллизация начинается при сравнительно низких температурах и идет из малого числа центров.
После быстрого нагрева до высокой температуры (например, при нагреве в селитровой ванне до 500 °С) сразу развивается интенсивная первичная рекристаллизация из многих центров и зерно получается мелким.
Скорость охлаждения с температуры рекристаллизационного отжига металлов и однофазных сплавов не сказывается на их свойствах. Полуфабрикаты из медных сплавов для лучшего отделения окалины иногда охлаждают в воде. Если же сплав способен упрочняться при закалке и старении, то скорость охлаждения с температуры рекристаллизационного отжига иногда приходится регламентировать.
Так, в термически упрочняемом алюминиевом сплаве В95 при отжиге после холодной деформации, кроме основного процесса — рекристаллизации, может протекать также побочный процесс — частичная закалка (подкалка) с последующим старением. В результате при отжиге не достигается необходимое смягчение материала. Поэтому сплав В95 следует медленно охлаждать вместе с печью с температуры рекристаллизационного отжига (380 — 430 °С) до температуры 160 °С (со скоростью не более 30 °С/ч).
Неполный рекристаллизационный отжиг проводят при температурах выше tнp, но ниже tкp с целью частичного устранения наклепа. Он позволяет, например, производить полунагартованные листы из термически неупрочняемых алюминиевых сплавов. Структура получается частично рекристаллизованной, а частично полигонизованной.
Текстурирующий отжиг применяют для получения выгодной анизотропии свойств в трансформаторной стали, железоникелевых сплавах с постоянной магнитной проницаемостью (сплавы типа изоперм) и некоторых других текстурованных материалах.
Выбор оптимальных режимов отжига здесь — наиболее сложная задача (смотрите Анизотропия свойств отожженного металла).
«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков