Начиная с определенной температуры при отжиге холоднодеформированного металла происходят сильные изменения микроструктуры, которые относятся к процессу, называемому рекристаллизацией.
Наряду с вытянутыми деформированными зернами даже при небольших увеличениях светового микроскопа можно различить новые более или менее равноосные рекристаллизованные зерна. По мере увеличения времени или температуры отжига площадь шлифа, занятая новыми зернами, возрастает, а старые деформированные зерна постепенно исчезают.
Рентгеновский анализ, а позднее электронная микроскопия фольг показали, что новые равноосные зерна отличаются от старых вытянутых зерен деформированной матрицы не только формой, но и, что гораздо важнее, более совершенным внутренним строением, резко пониженной плотностью дислокаций.
Если плотность дислокаций в сильно деформированном металле составляет 1011 — 1012 см2, то после прохождения рекристаллизации она снижается до 106 — 108 см2.
Изменение микроструктуры
Изменение микроструктуры латуни Л68 при двухчасовом рекристаллизационом отжиге. X100:
а — исходная структура после холодной прокатки с обжатием 40%;
б — 350 °С, неполная первичная рекристаллизация;
в — 450 °С, первичная рекристаллизация прошла полностью;
г — 660 °С, собирательная рекристаллизация.
В отличие от полигонизованной структуры, которая также более совершенна, тем деформированная матрица, рекристаллизованные зерна отделены от матрицы не малоугловыми, как субзерна, а высокоугловыми границами.
Это различие имеет принципиальное значение. Высокоугловые границы, представляющие собой переходную зону с неупорядоченным расположением атомов, способны к быстрой миграции, так как атомы в такой зоне легко могут изменять свою «принадлежность» данному кристаллу, переходя к его соседу.
Благодаря быстрой миграции высокоугловых границ рекристаллизованные зерна интенсивно «поедают» деформированную матрицу.
Субзерна на стадии полигонизации растут в пределах исходной ориентации деформированного кристаллита, а рост рекристаллизованного зерна, окруженного высокоугловой границей, может быть связан с сильной переориентацией кристаллической решетки.
«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков