Заключение

В этой лекции мы рассмотрели тот вклад, который вносит повышение температуры в механизмы формирования структуры и свойств металла. Влияние температуры столь существенно, что позволяет регулировать свойства металла в широких пределах, полностью снимать деформационное упрочнение и предохранять металл от преждевременного разрушения. Основой температурного влияния являются активация диффузионных про­цессов в металле и его стремление к минимуму запасенной энергии, благодаря чему происходят распад дислокационных структур и вывод из металла упругой энергии дефектов кристаллического строения с преобразованием ее в теплоту.

Поскольку в основе термического разупрочнения или релаксации на­пряжений лежат диффузионные процессы, то для полноты их протекания важна не абсолютная, а относительная (гомологическая) температура Т/Т_пл. Именно поэтому пластическая деформация такого металла, как свинец, при комнатной температуре может быть признана горячей. Для этого металла температура плавления составляет 596 К, а для комнатной температуры Т/Т_пл = 0,5. Интенсивность диффузионных и релаксационных процессов в свинце при этой температуре велика и приблизительно такая же, как у ме­ди при Т = 400 °С, у железа при Т = 630 °С или у вольфрама при Т = 1550 °С.

Очень важным этапом в формировании свойств и структуры металла, позволяющим регулировать их в широких пределах, является его охлажде­ние после горячей деформации. При этом дополнительные возможности появляются в случае протекания фазовых превращений, во время которых в металле возникают дополнительные внутренние напряжения Δσ_ф.п, релаксирующие во времени. Возникновение Δσ_ф.п, в металлах в момент фазо­вых или полиморфных превращений приводит к высоким значениям энер­госиловых параметров, например к высокому сопротивлению деформации, что известно на практике как «фазовый наклеп». Этого явления стараются при обработке металла избегать и не деформируют металл при фазовых превращениях, за исключением отдельных случаев.

Однако совмещение операций пластической деформации как в горячем, так и в холодном состояниях с термической обработкой деформированного металла позволяет открыть значительные ресурсы прочности и пластичности, которые только начинают в достаточной степени использовать на практике.

Мы рассмотрели основные закономерности поведения металлов во время пластической деформации под действием сил, но не затронули многих особенностей, которые имеют отдельные группы металлов или их осо­бые структурные состояния. Например, не рассмотрели особенности де­формации химически активных металлов, таких как титан, которые активно взаимодействуют с газами – водородом, азотом, кислородом оказывающими значительное влияние на сопротивление деформации и пластич­ность; не затронули влияния на свойства и структуру химических взаимодействий, происходящих в металлах, например образования интерметаллидных соединений или упорядоченных твердых растворов, обладающих многими замечательными свойствами. Один из них – никелид титана TiNi известен как первый по времени открытия и по уровню функциональных свойств сплав с эффектом памяти формы.

Мы не затронули аномалий пластичности, среди которых необходимо отметить как провалы пластичности, вызываемые негативным влиянием некоторых вредных примесей, так и сверхпластичность – интереснейшее явление, когда металл со специально подготовленной структурой показывает удлинение в сотни и тысячи процентов без признаков разрушения.

Мы надеемся, что, если читатели заинтересуются этими эффектами или столкнутся с ними на практике, они смогут разобраться в них, изучив специальную литературу.