Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Вторичная рекристаллизация

20.04.2019


Как было сказано ранее, вторичная рекристаллизация наблюдается в тех случаях, когда после окончания первичной рекристаллизации и получения относительно однородных по размеру зерен при продолжающемся нагреве некоторые зерна начинают избирательно (преимущественно) расти и увеличиваться в размерах за счет остальных. Таким образом, характерным для вторичной рекристаллизации является получение разнозернистой структуры. Чаще всего это явление наблюдается в объемах, в которых ранее прошла первичная рекристаллизация, и среди множества мелких зерен имеются некоторые с ориентацией, определяющей возможность преимущественного (избирательного) роста.

В металлах с кубической решеткой в результате вторичной рекристаллизации возникает текстура (обычно в листах), которая находится в определенном соответствии с текстурой первичной рекристаллизации и, следовательно, с текстурой после холодной деформации. Надо иметь в виду, что образование текстуры также является следствием избирательного роста, охватывающего большинство зерен в данном сечении. Избирательный рост некоторых, определенным образом ориентированных зерен (вернее, преимущественная миграция их граничных поверхностей) подтверждает вывод, что движущей силой вторичной рекристаллизации является поверхностная энергия границ.

Положение о том, что движущей силой роста зерна в процессе вторичной рекристаллизации является поверхностная энергия, связанная с границами зерен, получило прямое экспериментальное подтверждение. По оценке величины поверхностной энергии, приходящейся на единицу площади внутренней поверхности и по изменению общей площади поверхности в единице объема, энергия, выделяемая за время, когда в металле со средним диаметром кристаллов 10в-3 см происходит рост зерен до среднего диаметра в 10 раз большего, чем исходный, составляет примерно 0,2 кал/моль. Последняя по порядку величины в 100 раз меньше, чем накопленная энергия холодной деформации, которая выделяется в процессе рекристаллизации. Конечно, движущая сила роста зерна при вторичной или собирательной рекристаллизации будет тем меньше, чем больше исходный размер зерна после первичной рекристаллизации.

Ввиду малой величины этой энергии становится понятным, почему в литературе нет указаний о попытках измерения ее прямым путем.

В некоторых случаях вторичная рекристаллизация может происходить, когда объемная энергия некоторых зерен будет меньше, чем остальных зерен. Одной из причин различия в объемной энергии отдельных зерен, определяющих возможность развития вторичной рекристаллизации, является образование сразу после первичной рекристаллизации некоторого числа, например весьмa мелких зерен. Разнозернистость может быть результатом влияния местных скоплений второй фазы (или сильной ее коагуляции) на неравномерный рост зерна при первичной рекристаллизации.

В тонких изделиях, когда размеры кристаллов могут оказаться соизмеримыми с размерами сечения, зерна после первичной рекристаллизации могут выходить своими различными плоскостями на свободную поверхность. Известно, что свободная энергия зерна складывается из суммы его объемной и поверхностной свободных энергий. В случае, когда зерна выходят различными плоскостями на свободные поверхности, будет наблюдаться различная ретикулярная плотность (число атомов на единицу площади в данной плоскости) по этим поверхностям. Чем выше ретикулярная плотность, тем меньше поверхностная энергия. Это определяет различный стимул к росту по-разному ориентированных к свободной поверхности зерен и объясняет сравнительно большую легкость развития вторичной рекристаллизации в изделиях небольшого сечения (листах) и соответственно возникновение в них текстуры.

Таким образом, образование текстуры в результате вторичной рекристаллизации обусловлено изменениями в общих условиях роста зерен при этом процессе. Это подтверждается исследованиями (Вальтер и Данн), в которых обнаружен эффект возникновения третичной текстуры: образовавшаяся в результате вторичной рекристаллизации строго текстурованная матрица переходит при дальнейшем развитии процесса избирательного роста зерен в другую (третичную) текстуру.

В случае кремнистого железа вторичная кубическая текстура переходит в текстуру «ребра куба» (110) [001]. Движущая сила, определяющая этот переход, обусловлена, по-видимому, более низкой поверхностной энергией {110} плоскостей по сравнению с {100} плоскостями.

Третичная текстура не может возникнуть непосредственно в результате преобразования первичной рекристаллизованной текстуры, поскольку зерна соответствующей ориентации, которые должны приобрести избирательный рост для формирования третичной (кубической) текстуры, имеют низкую подвижность в матрице после первичной рекристаллизации. По этим причинам при дальнейшем нагреве первично рекристаллизованных (текстурованных) металлов и сплавов с кубической решеткой возникает как промежуточная стадия вторичная текстура (из зерен, способных к избирательному росту в первично текстурованной матрице). Изменения текстуры в ходе вторичной и третичной рекристаллизации возможны лишь тогда, когда имеются зерна, способные к соответствующему избирательному росту на разных стадиях нагрева; это могут быть зерна с минимальными кристаллографическими индексами. В общем случае каждой стадии нагрева соответствует достижение относительно стабильной структуры, чему будет способствовать влияние свободной поверхности листовых материалов и высокая степень совершенства получаемой текстуры.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: