Глава V. Наклеп, возврат и рекристаллизация металлов и сплавов

1. Наклеп металла

Упрочнение металла при пластической деформа­ции, называется наклепом. На рис. 49 показано из­менение прочности _в и пластичности  меди в зави­симости от сте­пени пластической деформации. По оси абсцисс отло­жена степень деформации, кото­рая устанавливается из отношения % (F изменение площади попереч­ного сечения при де­формации, F_o исходное сечение об­разца). Изменение свойств металла после пластической деформации связано с ростом плотности дислока­ции , которая характеризуется суммарной длиной дислокации в см, содержащихся в 1 см³ металла. После пластической деформации  может достичь значений до 10¹² см^-2.

Связь предела текучести _т и плотности дислокаций  описывается зависимостью где (₀ - напряжение, необходимое для перемещения дислокаций в совершенном кристалле; а - коэффициент дислокационного упрочнения, зависящий от типа решетки; G - модуль сдвига; b - вектор Бюргерса).

При повышении плотности дислокаций в металле возникают внутренние напряжения, приводящие к упругому искажению кристаллографических плоскостей и изменению равновесного межплоскостного расстояния d, т.е. вместо d которые становятся dd. Напряжения локализуются в пределах зерен и называются напряжениями второго рода _II.

Деформация вызывает также статические искаже­ния в расположении атомов в решетке, что принято характеризовать, как искажения (напряжения) третьего рода(_III). Внутренние напряжения I рода _I, уравновешиваемые в отдельных зонах детали при равномерной пластической деформации отсутст­вуют.

Деформация сопровождается дроблением зерен и блоков. Для изучения изменений в строении металла при наклепе широко используются микроскопиче­ские, электронномикроскопические и рентгенографи­ческие исследования. При больших степенях де­формации зерна приобретают определенную кри­сталлографическую ориентировку, относительно на­правления деформирования создавая так называе­мую текстуру деформации (рис. 50г). Текстура деформации приводит к анизотропии свойств поли­кристаллического тела.

На рис. 50 показаны: а - исходная микроструктура железа (0,09% С и средний размер зерна ~ 14 мкм), состоящая из более или менее равноосных зерен, и на б, в, г - микроструктуры железа после разных степеней обжатия.

При прокате по мере увеличения степени деформации происходит вытягивание зерен. Размер зерна после 90% деформации 70х3 мкм, т. е. имеет место резко выраженная текстура деформации.

Наклеп металла сопровождается изменением и других физико-химических свойств: происходит уменьшение коррозионной стойкости, повышение электросопротивления. У сплавов на основе железа повышается коэрцитивная сила, уменьшается магнитная проницаемость.

№ 23. Как изменится рентгенограмма, снятая с наклепанного металла, имеющего напряжения второго (_II) и третьего (_III), рода? Для решения задачи вспомните формулу Вуль-фа-Брегга и рис. 7в. Ответ (см. на с. 60): 1) от _II и _III происходит размытие линий на рентгенограмме; 2) от _II линии расширяются, от _III снижается их интенсивность; 3) уменьшается ширина и интенсивность линии.

На рис. 51 показано изменение твердости железа (0,09%) в зависимости от степени деформации.

№ 24. Как должны выглядеть кривые зависимости _т= f() и =f() для данного материала? Ответ (см. на с. 60): 1) аналогично кривой HV=f(g); 2) кривая =f((p) должна понижаться, кривая _т=f() — повышаться, с. 114; 3) кривые были бы параллельны оси абсцисс.