OBRÓBKA PLASTYCZNA METALI

• Plastyczność: zdolność metali i stopów do trwałego odkształcania się bez naruszenia spójności

• Obróbka plastyczna: walcowanie, kucie, prasowanie, ciągnienie

• Produkty i półprodukty hutnicze po obróbce plastycznej: pręty, kształtowniki, rury, druty, blachy, odkuwki

• Obróbka: na zimno lub na gorąco• Stopień gniotu: Z = S0 – S1 / S0

Mechanizmy odkształcenia plastycznego

• Poślizg dyslokacyjny• Bliźniakowanie• Pełzanie dyslokacyjne• Pełzanie dyfuzyjne• Poślizg po granicach ziaren

Poślizg

Systemy poślizgu; linie i pasma poślizgu

Bliźniakowanie

Odkształcenie plastyczne na zimno polikryształów

• Granica sprężystości i plastyczności

• Górna Re wywołana odrywaniem atomów domieszek od dyslokacji

• Dolna Re – równanie Halla-Petcha Red = σ0 + kd(-1/2)

• Zgniot i tekstura zgniotu

Przemiany cieplne podczas wyżarzania metali uprzednio odkształconych plastycznie na zimno

• Zdrowienie statyczne• Rekrystalizacja statyczna

Zdrowienie statyczne

• Proces aktywowany cieplnie, zachodzący podczas wyżarzania poniżej temperatury rekrystalizacji w metalach uprzednio odkształconych plastycznie na zimno

• Proces związany ze zmniejszeniem liczby defektów punktowych, gęstości dyslokacji oraz zmianami struktury przestrzennej dyslokacji

• Dyfuzja i anihilacja defektów punktowych, poślizg i wspinanie dyslokacji, anihilacja dyslokacji różnoimiennych, kurczenie się i zanik pętli dyslokacyjnych

• Poligonizacja prosta i złożona

Poligonizacja

• Prosta: działa tylko jeden system poślizgu; tworzenie sięniskokątowych granic daszkowych w wyniku przegrupowania się nadmiaru dyslokacji jednoimiennych

• Złożona: działa kilka systemów poślizgu, powstają komórki dyslokacji o małej gęstości otoczone ściankami o dużej gęstości, podziarna i ścianki stanowiące granice złożone daszkowe i skrętne

Rekrystalizacja statyczna

• Przebiega powyżej temperatury rekrystalizacji• Polega na powstawaniu i migracji

szerokokątowych granic ziaren• Niezbędny jest pewien gniot krytyczny• Zachodzi przez zarodkowanie i wzrost ziaren

Zarodkowanie• Następuje w obszarach

o największej krzywiźnie sieci: w obszarach o dużym gradiencie odkształcenia, w pobliżu granic ziaren, dużych wydzieleń, powierzchni swobodnych, w pasmach poślizgu.

• Polega na: wzroście podziaren i (lub) migracji odcinków szerokokątowychgranic ziaren pierwotnych

Zarodkowanie przez wzrost podziaren przebiega wskutek:

Migracji granic podziaren powstałych podczas poligonizacji, jeżeli tworzą one z osnową granicę szerokokątową i wykazują promień większy od krytycznego (a)

Wzrostu podziaren utworzonych w wyniku koalescencji, jeżeli osiągają one wielkość krytyczną i granicęszerokokątową z osnową

Koalescencja polega na wspinaniu się dyslokacji lub obrocie jednego z sąsiadujących podziaren

Zarodkowanie przez migrację odcinków szerokokątowych: w silnie zdefektowaną osnowę przemieszcza się granica

szerokokątowa w wyniku uchodzenia do niej wakansów i dyslokacji

Wielkość ziarna po odkształceniu plastycznym

Temperatura rekrystalizacji

• Zależna od stopnia gniotu, sposobu, temperatury i szybkości odkształcenia, czasu wyżarzania, wielkości ziarna

• Wzór Boczwara:TR = (0,35÷0,6) Tt

Rekrystalizacja pierwotna i wtórna

• Pierwotna: migracja szerokątowych granic zarodków rekrystalizacji do czasu, gdy zrekrystalizowane ziarno zajmie całą objętość uprzednio odkształconego metalu

• Wtórna: następuje selektywny wzrost niektórych ziaren, bez okresu inkubacji, kilkaset stopni C powyżej temperatury rekrystalizacji. Przyczyna: obecność faz na granicach ziaren, zbyt krótki okres wyżarzania, tekstura

• Tekstura rekrystalizacji: statystyczna przewaga ziaren o jednakowej orientacji