Файл: Новиков, И. И. Теория термической обработки металлов учебник.pdf

дуса значительно сокращает продолжительность отжига, обеспе­ чивающего необходимую технологическую пластичность при обра­ ботке давлением. Для некоторых сплавов возможно повышение технологической пластичности (по сравнению с пластичностью после обычной гомогенизации) и соответственно повышение об­ жатий и скорости обработки давлением, например скорости прес­ сования. Кроме того, повышаются показатели пластичности де­ формированных полуфабрикатов, особенно поперек волокна. Прочностные свойства деформированных полуфабрикатов из алю­

ская кристаллизация неравновесных включений расплава приводит к выделению из него водорода, образующего газовые поры. Могут ли полностью завариваться эти поры при горячей деформации слитка и каково их влияние на эксплуатаионные свойства изде­ лий — еще точно не установлено. Поэтому гомогенизационный от­ жиг с нагреванием выше температуры неравновесного солидуса, называемый в технологии алюминиевых сплавов «высокотемпера­ турной» гомогенизацией, следует использовать только после тща­ тельного опробования, исключив возможные нежелательные его последствия. Применять высокотемпературную гомогенизацию к изделиям особо ответственного назначения не рекомендуется.

Высокотемпературная гомогенизация дает хорошие результаты для сплавов, а которых неравновесная легкоплавкая составляющая полностью растворяется

переходят в алюминиевый твердый раствор при нагревании слитков и исчезают еще до того, как они оплавятся при температуре неравновесного солидуса сплава. Поэтому, например, слитки из магналия АМпб рекомендуется подвергать высокотемпературной гомогенизации при 490— 510QC (точка неравновесного со­ лидуса 460*0). При таком отжиге, кроме растворения неравновесной (3-фазы во время нагрева слитка, при высокотемпературной выдержке происходит другой важный процесс — коагуляция разветвленных и до конца нерастворимых частиц MgjSi, приобретающих более желательную компактную форму за сравнительно короткий период времени.

дущих к разрушению металла, здесь не рассматриваются, так как эти дефекты при последующем отжиге практически не устраняются.

36

меры кристаллитов. Основное изменение формы кристаллитов со­ стоит в том, что они вытягиваются в направлении главной де­ формации растяжения (например, в направлении прокатки или волочения). Кроме того, могут также уширяться зерна в соот­ ветствии со схемой главных деформаций.

С повышением степени холодной деформации, например сте­ пени обжатия при прокатке, зерна все более вытягиваются и структура приобретает волокнистый характер.

Изменение формы и размеров кристаллитов хорошо выявля­ ется при травлении поверхности изделия, на макрошлифе или же под микроскопом.

2. Текстура деформации

При пластической деформации кристаллические решетки зерен

деформации. Возникновение текстуры является одним из важней­ ших следствий кристаллографической направленности скольже- «ия в каждом зерне по определенным плоскостям и направлениям пространственной решетки, так как эти направления закономерно поворачиваются по отношению к осям деформации изделия. На­ пример, при растяжении монокристалла направление скольжения приближается к оси растяжения.

Характер текстуры деформации зависит от вида и условий обработки давлением (в основном от схемы главных деформаций) и от природы металла (типа кристаллической решетки и энергии дефектов упаковки). В табл. 2 приведены текстуры холодного во­ лочения и холодной прокатки, наиболее характерные для каждого типа кристаллической решетки.

Т а б л и ц а 2

Характерные текстуры холодной обработки давлением

В металлах с гранецентрированной кубической решеткой (А1, Си, Ni, Аи, Ag, Pb) параллельно оси проволоки устанавливается направление пространственной диагонали куба -<111> или же в одних зернах устанавливается направление < 1 1 1 > , а в других — направление ребра куба < 1 0 0 > ; в последнем случае волок­ нистая текстура называется двойной.

37

В металлах с объемноцентрированной кубической решеткой (Fe, W, Мо) вдоль оси проволоки ориентируется направление диагонали грани куба < 1 1 0 > .

Текстура прессования через матрицу обычно близка к текстуре волочения. Если текстура волочения характеризуется пространст­ венной ориентировкой определенного кристаллографического нап­ равления, вокруг которого кристалл может быть как угодно повер­ нут, то текстура прокатки характеризуется преимущественной ори­ ентировкой и кристаллографического направления, и кристаллогра­ фической плоскости.

В холоднокатаных металлах с гранецентрированной кубической решеткой чаще всего плоскость.} 110} параллельна плоскости про­

катки, а направление < 112> параллельно направлению прокатки. Условное обозначение такой ориентировки, называемой текстурой типа латуни, ^ 110}< 112 > .

В меди при прокатке с большими обжатиями наблюдается дру­

гая ориентировка кристаллов:} 112 }<111>, называемая текстурой типа меди. Эта текстура возникает в условиях, когда развито попе­ речное скольжение дислокаций. У меди энергия дефектов упаковки выше, чем у латуни, и поэтому поперечное скольжение дислокаций в ней происходит легче, чем в латуни. В алюминии, имеющем зна­

уменьшающим энергию дефектов упаковки (например, при добав­ лении к меди цинка или алюминия), поперечное скольжение зат­ рудняется и текстура типа меди сменяется текстурой типа латуни } 110 } < 1 1 2 > . С повышением температуры прокатки тепловые

флуктуации способствуют перетяжке дефектов упаковки, попереч­ ное скольжение дислокаций облегчается и текстура типа латуни имеет тенденцию сменяться текстурой типа меди.

В холоднокатаных металлах с объемноцентрированной кубичес­ кой решеткой параллельно плоскости прокатки устанавливается плоскость куба } 100 }, а вдоль направления прокатки — направле­ ние диагонали грани куба < 1 1 0 > . В холоднокатаных железе, ма­ лоуглеродистой стали и трансформаторной стали (3% Si) обнару­ жено наложение трех типов ориентировок: } 100 [ < 1 1 0 > ,} 112 [

< 1 Ю > и }1П } < 1 1 2 > . Ориентировка } 1 0 0 } < 1 1 0 > - — ос­ новная, характерная для большей части кристаллитов.

В заключение отметим, что в деформированном металле не все кристаллы имеют идеальную преимущественную ориентировку. Совершенство текстуры возрастает с ростом степени деформации.

3. Изменение внутреннего строения кристаллов

Количество тепла, выделяющегося в металле при пластической деформации, меньше энергии, затраченной на деформирование. До 10—20% идущей на деформирование работы поглощается метал­

38