Рекристаллизация металла

Что такое рекристаллизация металлов: стадии, процесс, температура

Твердое состояние любых веществ бывает аморфным или кристаллическим. Классическим примером отсутствия решетки является стекло. В быту, знакомая всем снежинка, есть результат упорядоченного объединения молекул воды посредством снижения внутренней энергии. Похожие события происходят и в металлических конструкциях. Наиболее наглядная картина видна на цинковом покрытии и месте слома свинцовой болванки. Интересным и важным для машиностроения являются изучение течений формирования внутренних характеристик у сплавов железа. Получение монокристалла (материала, имеющего упорядоченное строение на больших линейных размерах) это сложная технологическая задача, выполнение которой возможно только в строго определенных условиях. В обычной жизни мы имеем дело с хаотичными структурами, содержащими сформированные зерна того или иного размера. Это впрямую влияет на физические характеристики изделий. Металловедение – большой раздел неорганической химии, и только в начале прошлого столетия к изучению стали подходить с научной точки зрения. До этого вся область находилась в зоне прикладного искусства и качество, например, клинка зависело только от опыта и чутья мастера. Давайте вместе разбираться, что такое рекристаллизация металлов, как протекает действие и для чего это необходимо.

Влияние вторых фаз

Многие сплавы, имеющие промышленное значение, имеют некоторую объемную долю частиц второй фазы либо из-за примесей, либо из-за преднамеренных легирующих добавок. В зависимости от их размера и распределения такие частицы могут либо стимулировать, либо замедлять перекристаллизацию.

Мелкие частицы

Влияние распределения мелких частиц на размер зерна в рекристаллизованном образце. Минимальный размер приходится на пересечение стабилизированного роста

Рекристаллизация предотвращается или значительно замедляется из-за диспергирования мелких, близко расположенных частиц из-за закрепления Зенера как на малоугловых, так и на высокоугловых границах зерен. Это давление прямо противодействует движущей силе, возникающей из-за плотности дислокаций, и будет влиять как на зарождение, так и на кинетику роста. Эффект может быть объяснен относительно уровня дисперсии частиц, где – объемная доля второй фазы, а r – радиус. При низком уровне размер зерна определяется количеством зародышей, поэтому изначально он может быть очень маленьким. Однако зерна нестабильны по отношению к росту зерна и поэтому будут расти во время отжига до тех пор, пока частицы не окажут достаточное удерживающее давление, чтобы остановить их. При умеренном значении размер зерна все еще определяется количеством зародышей, но теперь зерна стабильны по отношению к нормальному росту (в то время как аномальный рост все еще возможен). При высоких температурах неперекристаллизованная деформированная структура устойчива и рекристаллизация подавляется.
Fvр{\ displaystyle F_ {v} / r}Fv{\ displaystyle F_ {v}}Fvр{\ displaystyle F_ {v} / r}Fvр{\ displaystyle F_ {v} / r}Fvр{\ displaystyle F_ {v} / r}

Крупные частицы

Поля деформации вокруг крупных (более 1 мкм) недеформируемых частиц характеризуются высокой плотностью дислокаций и большими градиентами ориентации и поэтому являются идеальными местами для развития зародышей рекристаллизации. Это явление, называемое зародышеобразованием, стимулированным частицами (PSN), примечательно, поскольку оно обеспечивает один из немногих способов управления рекристаллизацией путем управления распределением частиц.

Влияние размера частиц и объемной доли на размер рекристаллизованного зерна (слева) и режим PSN (справа)

Размер и разориентация деформированной зоны зависят от размера частиц, поэтому существует минимальный размер частиц, необходимый для инициирования зародышеобразования. Увеличение степени деформации приведет к уменьшению минимального размера частиц, что приведет к режиму PSN в пространстве размерной деформации. Если эффективность PSN равна единице (т.е. каждая частица стимулирует одно ядро), то конечный размер зерна будет просто определяться количеством частиц. Иногда эффективность может быть больше единицы, если на каждой частице образуется несколько ядер, но это редкость. Эффективность будет меньше единицы, если размер частиц близок к критическому, а большие фракции мелких частиц фактически предотвратят рекристаллизацию, а не инициируют ее (см. Выше).

Бимодальные распределения частиц

Поведение при рекристаллизации материалов, содержащих частицы с широким распределением размеров, может быть трудно предсказать. Это входит в состав сплавов, частицы которых термически нестабильны и со временем могут расти или растворяться. В различных системах может происходить аномальный рост зерен, в результате чего возникают необычно крупные кристаллиты, растущие за счет более мелких. Ситуация более проста в бимодальных сплавах, которые имеют две различные популяции частиц. Примером являются сплавы Al-Si, где было показано, что даже в присутствии очень крупных (<5 мкм) частиц в поведении рекристаллизации преобладают мелкие частицы (Chan & Humphreys 1984). В таких случаях результирующая микроструктура имеет тенденцию напоминать микроструктуру сплава с небольшими частицами.

Что такое рекристаллизация металлов: стадии, процесс, температура

Твердое состояние любых веществ бывает аморфным или кристаллическим. Классическим примером отсутствия решетки является стекло. В быту, знакомая всем снежинка, есть результат упорядоченного объединения молекул воды посредством снижения внутренней энергии. Похожие события происходят и в металлических конструкциях. Наиболее наглядная картина видна на цинковом покрытии и месте слома свинцовой болванки. Интересным и важным для машиностроения являются изучение течений формирования внутренних характеристик у сплавов железа. Получение монокристалла (материала, имеющего упорядоченное строение на больших линейных размерах) это сложная технологическая задача, выполнение которой возможно только в строго определенных условиях. В обычной жизни мы имеем дело с хаотичными структурами, содержащими сформированные зерна того или иного размера. Это впрямую влияет на физические характеристики изделий. Металловедение – большой раздел неорганической химии, и только в начале прошлого столетия к изучению стали подходить с научной точки зрения. До этого вся область находилась в зоне прикладного искусства и качество, например, клинка зависело только от опыта и чутья мастера. Давайте вместе разбираться, что такое рекристаллизация металлов, как протекает действие и для чего это необходимо.

Текстура — рекристаллизация

Текстура рекристаллизации зависит от температуры отжига после деформации: чем выше температура, тем совершеннее текстура.
 

Текстура рекристаллизации является результатом кристаллографически ориентированного роста рекристаллизованных зерен.
 

Весьма стойкая текстура рекристаллизации отожженного после прокатки мельхиора приводит к образованию фестонов при штамповке. В данном случае текстура рекристаллизации вредна, и ее необходимо устранять.
 

Возникновение текстуры рекристаллизации объясняется, очевидно, тем, что зародыши новых зерен, существующие в деформированном металле, имеют преимущественную ориентировку кристаллографических осей в пространстве.
 

Схема въцезкн разрывных образцов для выявления анизотропии механических свойств в отожженном медном листе.

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.
 

Что такое ребровая текстура рекристаллизации электротехнической кремнистой стали и какие требования предъявляют к магнитопроводам из текстуре-запных сталей.
 

Что такое ребровая текстура рекристаллизации электротехнической кремнистой стали и какие требования предъявляют к магнитопроводам из текстуро-занпых сталей.
 

Что такое ребровая текстура рекристаллизации электротехнической кремнистой стали и какие требования предъявляют к магнитопроводам из текстуре-за иных сталей.
 

На характер текстуры рекристаллизации существенное влияние оказывает чистота металла: и примеси. Влияние малых добавок, очевидно, связано с их поверхностной активностью и анизотропным воздействием на скорость роста зародышей рекристаллизации.
 

На тип текстуры рекристаллизации влияет значитель-га большее число факторов, чем на тип текстуры дефор-лации. Последняя формируется в процессе сдвиговой 1еформации под воздействием ориентированно прило-кенных внешних сил. В текстурах деформации отчетли-зо проявляется значение условий и схемы деформации, шсла и типа действующих систем скольжения, особен-юсти поведения дислокаций в данном материале.
 

Важнейшая особенность текстур рекристаллизации — та, что они часто кристаллографически связаны с исходными текстурами деформации.
 

При объяснении текстур рекристаллизации в настоящее время исходят из гипотез ориентированного зарождения и ориентированного роста рекристаллизованных зерен.
 

Зависимость скорости.

Экспериментальное изучение текстур рекристаллизации показывает, что угол поворота отклоняется на несколько градусов в обе стороны по сравнению с идеальным соотношением Кронберга-Вильсона.
 

Описание первичной рекристаллизации

Деформированный металл или свежий прокат переживает естественный процесс формирования ячеек с наиболее энергетически выгодными формами. Физическое воздействие смещает слои, при этом структура подвержена растяжению и, наоборот, сжатию в других точках. Этот дисбаланс склонен к возврату в естественное нормальное состояние. При комнатных температурах и минимальном нагреве эти события происходят с очень низкой скоростью, так как колебательных движений атомов недостаточно. Резкое ускорение возникает при увеличении внутренней энергии. Оптимальный показатель зависит от веса первичного элемента и степени связи с соседями, то есть от химического состава.

Определение

Три карты EBSD запасенной энергии в сплаве Al-Mg-Mn после воздействия увеличивающейся температуры рекристаллизации. Объемная доля рекристаллизованных зерен (светлых) увеличивается с температурой в течение заданного времени. Люк Хаген

Рекристаллизация определяется как процесс, в котором зерна кристаллической структуры приобретают новую структуру или новую форму кристалла.

Трудно дать точное определение рекристаллизации, поскольку этот процесс тесно связан с несколькими другими процессами, в первую очередь с восстановление и рост зерна. В некоторых случаях трудно точно определить точку, в которой начинается один процесс и заканчивается другой. Доэрти и другие. (1997) определили перекристаллизацию как:

Таким образом, процесс можно отличить от восстановления (когда большеугловые границы зерен не мигрируют) и роста зерен (где движущая сила возникает только из-за уменьшения площади границы). Рекристаллизация может происходить во время или после деформации (во время охлаждения или последующей термическая обработка, например). Первый называется динамичный в то время как последний называется статический. Кроме того, рекристаллизация может происходить прерывисто, когда образуются и растут отдельные новые зерна, или непрерывно, когда микроструктура постепенно превращается в рекристаллизованную микроструктуру. Различные механизмы, с помощью которых происходит рекристаллизация и восстановление, сложны и во многих случаях остаются спорными. Следующее ниже описание в первую очередь применимо к статической прерывистой рекристаллизации, которая является наиболее классической разновидностью и, вероятно, наиболее понятной. Дополнительные механизмы включают (геометрический) динамическая рекристаллизация и граничная миграция, вызванная деформацией.

Вторичная рекристаллизация происходит, когда определенное очень небольшое количество {110}<001> Зерна (Госса) растут избирательно, примерно одно из 106 первичных зерен, за счет многих других первично рекристаллизованных зерен. Это приводит к аномальный рост зерна, что может быть положительным или отрицательным для свойств материала продукта. Механизм вторичной рекристаллизации заключается в небольшом и однородном размере первичного зерна, достигаемом за счет ингибирования нормального роста зерна мелкими осадками, называемыми ингибиторами. Гусовые зерна названы в честь Норман П. Госс, изобретатель зерновой электротехническая сталь около 1934 года.

Принцип

Многие процессы изготовления металла включают холодную обработку, такую как лист холодной прокатки и листовая сталь, волочение проволоки и глубокая волочение. В связи с металлургическими изменениями, которые происходят с металлом при холодной обработке, пластичность металла уменьшается с увеличением объема холодной обработки. Наступает момент, когда дополнительная холодная обработка невозможна без образования трещин в металле. На этом этапе необходим рекристаллизационный отжиг металла.

Во время этого процесса отжига происходят металлургические изменения, которые возвращают металл в его состояние после холодной обработки. Эти изменения приводят к снижению текучести металла и прочности на растяжение, а также к повышению его пластичности, что обеспечивает дальнейшую холодную обработку. Для того чтобы эти изменения произошли, металл должен быть нагрет выше температуры его рекристаллизации. Температура рекристаллизации для конкретного металла зависит от его состава.

Металлургические эффекты холодной обработки

Во время холодной обработки увеличивается число дислокаций в металле по сравнению с его предварительно холодной обработкой. Дислокации являются дефектами в расположении атомов в металле. Увеличение числа дислокаций приводит к увеличению выхода металла и прочности на разрыв и снижению его пластичности. После определенного количества холодных работ металл не может быть подвергнут холодной обработке без растрескивания. Степень холодной обработки, которую конкретный металл может выдержать перед растрескиванием, зависит от его состава и микроструктуры.

Металлургические эффекты рекристаллизационного отжига

Во время рекристаллизационного отжига в холодном металле образуются новые зерна. Эти новые зерна имеют значительно уменьшенное количество дислокаций по сравнению с металлом холодной обработки. Это изменение возвращает металл в состояние после холодной обработки, с более низкой прочностью и повышенной пластичностью.

В течение продолжительного времени при температуре отжига некоторые из вновь образованных зерен растут за счет соседних зерен. Некоторое дальнейшее снижение прочности и повышение пластичности увеличивается по мере того, как средний размер зерна увеличивается во время фазы роста зерна в процессе отжига.

Конечный размер зерна зависит от температуры отжига и времени отжига. Для конкретной температуры отжига, поскольку время при температуре увеличивается, размер зерна увеличивается. В течение определенного времени отжига по мере увеличения температуры размер зерна увеличивается. Кусок металла с крупными зернами имеет меньшую прочность и пластичность, чем кусок металла из того же сплава с более мелкими зернами.

Металл после рекристаллизационного отжига

На рисунке показаны микрофотографии латунного сплава, который был подвергнут холодной прокатке до 50% его первоначальной толщины и отожжен при двух разных температурах. На рисунке слева показана микроструктура холоднокатаного образца. Центральная фигура показывает микроструктуру образца, который был подвергнут холодной прокатке и затем отожжен при 1022 ° F (550 ° C) в течение 1 часа. На рисунке справа показана микроструктура образца, который был подвергнут холодной прокатке и затем отожжен при 1202 ° F (650 ° C) в течение 1 часа.

Холоднокатаный образец имел предел текучести 80 тыс.фунтов / кв.дюйм (550 МПа). Образец, который был отожжен при 1022 ° F (550 ° С) в течение 1 часа, имел предел текучести 11 тыс. Фунтов / кв. Дюйм (75 МПа). В этом образце много мелких зерен. Образец, который был отожжен при 1202 ° F (650 ° C) в течение 1 часа, имел предел текучести 9 тыс. Фунтов / кв. Дюйм (60 МПа). Меньше крупных зерен присутствовало в этом образце по сравнению с центральным образцом.

Другая причина перекристаллизации отжига

В дополнение к включению дополнительной холодной обработки, рекристаллизационный отжиг также используется в качестве конечного этапа обработки для получения металлического листа, пластины, проволоки или прутка с определенными механическими свойствами

Регулирование температуры и времени отжига, скорости нагрева до температуры отжига и количества холодной обработки перед отжигом важно для получения нужного размера зерна и, следовательно, требуемых механических свойств

Результаты и обсуждение

На рис. 1 (под этим блоком текста) приведены потенциодинамические кривые поляризации и графики Найквиста сплава Та. Из потенциодинамических поляризационных кривых (рис. 1, а) видно поведение поляризации деформированного образца намного больше похоже на более ранние результаты то есть анодное и катодное поведение Та.

Для деформированного образца существует точка перехода, при которой анодный наклон графика резко изменяется, и анодный ток слегка увеличивается с увеличением более положительного потенциала. Анодное растворение продолжается с постоянной скоростью. Однако поляризационные характеристики образцов отжига показывают разницу в том, что анодные токи постепенно увеличиваются с увеличением более положительного потенциала. Как для анодной, так и для катодной ветвей плотности тока отжиговых образцов намного меньше, чем у деформированных образцов.

Это указывает на то, что микроструктура влияет не только на анодное растворение, но также на катализ катодной реакции, а коррозионные характеристики определяются как анодной, так и катодной реакциями. Более того,На рис. 1, б представлен график для различных образцов в растворе H ₂ SO ₄ .

Существует только одна постоянная времени, и на поверхности электрода не образуются промежуточные продукты, такие как адсорбционный комплекс. В зависимости от формы графика была выбрана модель эквивалентной схемы для получения поляризационного сопротивления ( R _p ), как показано на рисунке 1 б. R _s — сопротивление испытательного раствора между электродом сравнения и рабочим электродом и элементом постоянной фазы (CPE), определяемое как Z = 1 / Y (jw) -n используется для объяснения неидеального емкостного отклика от интерфейса. Общепринято, что диаметр полукруга связан с R _p пассивных пленок. Увеличение диаметра означает увеличение коррозионной стойкости. Потенциал коррозии ( E _corr ) и плотность коррозионного тока ( i _corr ) также были отмечены на графике.

Рис. 1

Электрохимические измерения ( а ) потенциодинамических кривых поляризации и ( б ) графиков .

• Значение E _Corr является -0,16 В для деформированного образца.
• Тогда как значения E _corrсоставляют -0,40 В и -0,45 В

для образца, отожженного при 1200 ° С в течение 10 минут, и образца, отожженного при 1350 ° С в течение 240 минут, соответственно.

Следовательно, E _corr отожженных образцов является более отрицательным, чем у деформированного. Это указывает на то, что не только анодное растворение намного более блокировано, но и катодная активность намного ниже, что приводит к более низким скоростям коррозии при E _corr . Я _корр деформированного образца составляет 14 × 10 -8 А / см 2 . В то время как I _Corr уменьшается до 7,5 × 10-8 А / см 2 для образца, отожженного при 1200 ° С в течение 10 мин, и дополнительно уменьшенного до 2,3 × 10 -8 А / см 2после отжига при 1350 ° С в течение 240 мин, что свидетельствует о повышении коррозионной стойкости после отжига. R _р деформированного образца составляет 0,46 × 10 6 Ω см 2 .

При этом значения R _p составляют 3,7 × 10 6 Ом см 2 и 7,3 × 10 6 Ом см 2 после отжига при 1200 ° С в течение 10 минут и при 1350 ° С в течение 240 минут, соответственно. Ясно ряд улучшенных коррозионностойких свойств, благодаря постепенному сдвигу E _corrв сторону отрицательных значений и постепенного уменьшения I _corr и увеличения R _p .

Стадии рекристаллизации

Рекристаллизация может происходить в двух основных условиях: статическом и динамическом.

Главным фактором выступает температура рекристаллизации. Статика в основном возникает при отсутствии пластичности. Наиболее частым случаем статики является нагрев холоднодеформированного металла, приводящий к рекристаллизованной микроструктуре. Динамическая рекристаллизация протекает с сопутствующей ей пластичностью. От статической она отличается тем, что более чувствительна к скорости предшествующей деформации, но нечувствительна к предварительной деформации и температуре.

Процесс имеет три стадии:

1. Малые деформации (до 2…5 %), когда рост зёрен практически не заметен, а влияние температуры незначительно.
2. Резкий скачкообразный рост зёрен при соответствующем увеличении количество центров кристаллизации. Движение частиц усложняется, что приводит к быстрому повышению прочности металла и напряжений, необходимых для его деформирования.
3. Монотонное снижение прочностных показателей, когда рост центров кристаллизации компенсируется уменьшением размеров частиц.

Для динамической кристаллизации характерен один пик напряжений, когда прочностные характеристики материала достигают своего максимума, а затем снижаются (это явление называют разупрочнением). Оно связано с зарождением растущих новых зерен, которые уничтожают дислокации во время роста. Иногда динамическая рекристаллизация может начаться задолго до пиковых значений напряжения.

В некоторых случаях единственный пик в зависимости напряжения от деформации металла не наблюдается, зато очевидны множественные пики, приводящие к появлению волнообразных колебаний зависимости напряжения от деформации, которые затухают до эффективного устойчивого состояния. Такое циклическое поведение указывает на то, что происходит укрупнение зерна.

Динамический вариант данного явления может происходить с более умеренными скоростями, которые приближаются к таковым в обычных условиях ползучести.

На макроструктурном уровне деформированные частицы становятся заметно вытянутыми в направлении рабочих усилий, причём их форма сильно искажается. Это искажение проявляется в изгибе двойников отжига и неравномерностью травления, вызванной локальными деформационными неоднородностями.

Рекристаллизация стали (особенно в холоднодеформированном состоянии) сопровождается такими явлениями:

• повышением плотности дислокаций, а также плотности точечных дефектов – вакансий и междоузлий;
• снижением сопротивления коррозии;
• увеличением твёрдости;
• ростом значений удельного электросопротивления.

Рекристаллизация

Подробности Категория:

РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

, процесс вторичной кристаллизации деформированных металлов при нагреве. Для рекристаллизации необходимы два условия: 1) состояние наклепа металла и 2) нагрев после наклепа. Технический металл в литом или отожженном (ненаклепанном) состоянии представляет собой некоторую массу кристаллов, по границам которых располагается т. н. межклеточное вещество, которое мешает кристаллам соприкасаться между собой. Кроме того, при кристаллизации сплава (переход из жидкого состояния в твердое) между кристаллами остаются некоторые промежутки — поры, незаполненные металлом (усадочные микропоры). Деформацией кристаллы металла разрушаются, разрывают оболочку из межклеточного вещества и частично соприкасаются чистыми изломами меж собой, уничтожая микропоры. При низкой температуре энергия атомов кристаллической решетки не может преодолеть сопротивления вязкости твердого металла, а потому деформированные кристаллы на холоде остаются раздробленными, но при повышении температуры начинается ориентация атомов разрушенной кристаллической решетки, и образовавшиеся кристаллы начинают расти за счет обломков прежних кристаллов до размеров, иногда значительно больших, чем первоначальные. Та низшая температура, при которой начинается этот процесс кристаллизации, и называется температура рекристаллизации.

Очевидно эта температура зависит от состояния и структуры рекристаллизующегося металла (чем больше имеется свежих стыков осколков кристаллов, чем тоньше, т. е. меньше межклеточного вещества в металле, иначе — чем он чище, тем ниже лежит начальная температура рекристаллизации), но в известном пределе эта температура является функцией только природы металла. А. А. Бочвар на основании некоторых теоретических выводов, подтвержденных рядом практических наблюдений, предлагает такую зависимость:

Ниже в таблице приведены температуры плавления и температуры рекристаллизации некоторых металлов по Бочвару.

По мере повышения нагрева процесс рекристаллизации идет быстрее. Из опыта найдено, что рост зерна кристалла тем больше, чем выше температура (при данной деформации) и чем слабее деформация (при данной температуре). Имеется некоторая «критическая» величина деформации (в пределах около 5%), вызывающая наибольший рост кристаллизации. Всякая прослойка, например, другая составляющая сплава, мешает росту кристаллов; например, феррит стали, содержащий до 0,10—0,12% С, способен к образованию больших кристаллов, а в стали с большим содержанием С (0,2— 0,3% и выше) перлитные островки мешают ему образовать крупные кристаллы. Крупнокристаллическое строение кристаллов вследствие рекристаллизации сообщает всякому металлу малое сопротивление удару, поэтому надо избегать при технологических процессах условий, вызывающих рост кристалла; как предупредительную меру против этого следует считать высокий нагрев, т. е. отжиг металла.

Зарождение

Рекристаллизация металлического материала (a → b) и рост кристаллических зерен (b → c → d).

Исторически предполагалось, что скорость зарождения новых рекристаллизованных зерен будет определяться моделью тепловых флуктуаций, успешно применяемой для явлений затвердевания и преципитации . В этой теории предполагается, что в результате естественного движения атомов (которое увеличивается с температурой) в матрице спонтанно возникают небольшие ядра. Формирование этих ядер будет связано с потребностью в энергии из-за образования новой границы раздела и высвобождением энергии из-за образования нового объема материала с более низкой энергией. Если бы зародыши были больше некоторого критического радиуса, они были бы термодинамически стабильными и могли бы начать расти. Основная проблема этой теории состоит в том, что запасенная энергия из-за дислокаций очень мала (0,1-1 Дж · м -3 ), в то время как энергия межзеренной границы довольно высока (~ 0,5 Дж · м -2 ). Расчеты, основанные на этих значениях, показали, что наблюдаемая скорость нуклеации была выше расчетной в какой-то невероятно большой фактор (~ 10 50 ).

В результате альтернативная теория, предложенная Каном в 1949 году, теперь получила всеобщее признание. Рекристаллизованные зерна не зарождаются классическим способом, а скорее растут из уже существующих субзерен и ячеек. «Время инкубации» — это период восстановления, когда субзерна с малоугловыми границами (<1-2 °) начинают накапливать дислокации и становятся все более дезориентированными по отношению к своим соседям. Увеличение разориентации увеличивает подвижность границы, и, таким образом, скорость роста субзерен увеличивается. Если у одного субзерна в локальной области окажется преимущество перед своими соседями (например, локально высокая плотность дислокаций, больший размер или благоприятная ориентация), то это субзерно сможет расти быстрее, чем его конкуренты. По мере роста его граница становится все более дезориентированной по отношению к окружающему материалу, пока ее нельзя будет распознать как совершенно новое зерно без деформации.

Описание первичной рекристаллизации

Деформированный металл или свежий прокат переживает естественный процесс формирования ячеек с наиболее энергетически выгодными формами. Физическое воздействие смещает слои, при этом структура подвержена растяжению и, наоборот, сжатию в других точках. Этот дисбаланс склонен к возврату в естественное нормальное состояние. При комнатных температурах и минимальном нагреве эти события происходят с очень низкой скоростью, так как колебательных движений атомов недостаточно. Резкое ускорение возникает при увеличении внутренней энергии. Оптимальный показатель зависит от веса первичного элемента и степени связи с соседями, то есть от химического состава.

Ссылки

1. Аскеланд, Дональд Р. (январь 2015 г.). Материаловедение и инженерия материалов . Райт, Венделин Дж. (Седьмое изд.). Бостон, Массачусетс. С. 286–288. ISBN 978-1-305-07676-1. OCLC   .
2. Кирпич, Роберт Мейнард (1977). Структура и свойства инженерных материалов . Макгроу-Хилл.

• RD Doherty (2005). «Первичная перекристаллизация». В RW Cahn; и другие. (ред.). Энциклопедия материалов: наука и технологии . Эльзевир. С. 7847–7850.
• RD Doherty; Д.А. Хьюз; Ф. Дж. Хамфрис; Джей Джей Джонас; D Juul Jenson; М. Е. Касснер; МЫ Король; Т.Р. Макнелли; HJ McQueen; А. Д. Роллетт (1997). «Актуальные проблемы перекристаллизации: обзор». Материаловедение и инженерия . A238 : 219–274.
• Ф. Дж. Хамфрис; М. Хазерли (2004). Рекристаллизация и связанные с ней явления отжига . Эльзевир.

Стадии рекристаллизации

В металлургии используются три фазы данного метода:

• Первичная обработка способствует образованию новых неискаженных зерен и формированию областей, которые будут освобождены от дислокаций или более совершенных, чем окружающая матрица (зародыши растут благодаря ее искажениям). Восстановление структуры и качеств недеформированного сырья происходит наиболее радикально.
• Собирательная стадия отличается ростом кристаллитов благодаря течениям, протекающим внутри самих зерен. За счет уменьшения их протяженности наблюдается снижение уровня энергии границ элементов.
• Вторичная характеризуется созданием разнозернистой структуры с применением различных химических соединений, как пример, сульфида марганца.