При собирательной рекристаллизации зерна укрупняются более или менее равномерно и металл можно характеризовать одним средним значением размера зерна. Такой рост зерен, называемый нормальным. В определенных условиях после отжига обнаруживается структура, состоящая из множества сравнительно мелких зерен примерно одинакового размера и гораздо меньшего числа очень крупных, иногда гигантских зерен, достигающих размера в несколько сантиметров. Такая структура…

Размер зерен получается максимальным при температуре tвт.р, а с ростом температуры выше tвт.р он уменьшается из-за большего числа центров вторичной рекристаллизации. Выше tвт.р ускоряется нормальный рост зерен в матрице, и при достаточно высоких температурах собирательная и вторичная рекристаллизация становятся конкурирующими процессами. При температуре 1200 °С идет только нормальный, равномерный рост зерен. Таким образом, вторичная рекристаллизация…

Эксперименты показывают, что в разных металлах и сплавах, в различных условиях обработки даже при неодинаковой толщине листа неравномерный рост зерен может вызываться различными причинами. Но во всех случаях обязательным условием развития вторичной рекристаллизации является так называемая стабилизация матрицы, т. е. сильное торможение роста большинства зерен, образовавшихся при первичной рекристаллизации. Изменение размера зерен Изменение размера зерен…

Причинами стабилизации рекристаллизованной матрицы могут быть: дисперсные частицы или сегрегации примесей на границах; «текстурное торможение»; «эффект толщины». При обсуждении причин торможения роста зерна во время собирательной рекристаллизации. Роль торможения дисперсными частицами, «текстурного торможения» и «эффекта толщины» доказана экспериментально в разных конкретных случаях вторичной рекристаллизации. Более сложно выяснить, какие из рекристаллизованных зерен в стабилизированной матрице могут…

Если матрица стабилизирована дисперсными частицами второй фазы, то в силу случайных обстоятельств из-за неравномерности распределения этих частиц границы отдельных зерен могут быть значительно слабее заблокированы, чем границы большинства зерен, и такие зерна способны к избирательному росту. Тормозящее действие частиц зависит от их дисперсности, объемной доли и характера распределения, способности к коагуляции и растворению. Если тормозящее…

Когда матрица стабилизирована из-за «эффекта толщины», т. е. из-за закрепления границ зерен в тонких листах канавками термического травления в местах выхода границ на поверхность листа, то решающее влияние на скорость роста оказывает энергия свободной поверхности зерен. У кристаллов трансформаторной стали (Fe + 3% Si) грани {110} обладают минимальной поверхностной энергией (как грани с максимальной плотностью…

Подвижность частично сопряженных границ сильно отличается от подвижности высокоугловых границ с произвольной ориентировкой зерен. В очень чистом металле подвижности высокоугловых границ разного типа мало различаются. По некоторым оценкам, подвижность частично сопряженных границ в чистом металле должна быть даже меньше, чем у произвольных, если считать, что миграция границ происходит путем поочередного перехода атомов от «поедаемого» зерна…

Экспериментальное изучение текстур рекристаллизации показывает, что угол поворота отклоняется на несколько градусов в обе стороны по сравнению с идеальным соотношением Кронберга — Вильсона. Это можно объяснить тем, что такие небольшие отклонения от идеальной структуры границы узлов совпадения еще не приводят к сильной сегрегации на ней примесных атомов, но зато делают границу несколько рыхлой, чем облегчается…

По окончании первичной рекристаллизации, когда исчезают деформированные зерна, свободная энергия сильно понижена, однако структура остается нестабильной из-за неуравновешенности поверхностного натяжения на границах зерен. Рассмотрим зеренное строение металла в виде двумерной модели. В стыке трех зерен силы поверхностного натяжения должны быть уравновешены. В металле или однофазном сплаве поверхностное натяжение на всех высокоугловых границах можно считать примерно…

Искривление границ происходит путем их миграции с одновременным перемещением точки тройного стыка. На рисунке, б сплошные линии изображают искривленные границы в равновесном тройном стыке после такой миграции, а пунктирные — исходное положение границ в неравновесном тройном стыке. Но искривленные границы нестабильны. Под действием поверхностного натяжения они стремятся уменьшить длину. Каждая граница выпрямляется миграцией в направлении…

Рост одних рекристаллизованных зерен за счет соседних рекристаллизованных зерен путем миграции высокоугловых границ называют собирательной рекристаллизацией. Движущей силой собирательной рекристаллизации является неуравновешенность поверхностного натяжения, стремящегося, выпрямить искривленные границы рекристаллизованных зерен и создать равновесную конфигурацию границ в тройных стыках. Даже при сравнительно мелком зерне с сеткой границ, близкой по конфигурации к равновесной, зерна могут не расти…

Скорость миграции границы должна быть тем больше, чем сильнее искривлена граница, т. е. чем меньше радиус ее кривизны. Если принять, что радиус кривизны границ равноосного зерна пропорционален его диаметру, то скорость роста зерен при собирательной рекристаллизации должна быть обратно пропорциональна диаметру зерен D и прямо пропорциональна поверхностному натяжению γ: где: К — константа, экспоненциально зависящая…