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 (~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

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…

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…

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…