Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Черная металлургия -> Термоциклическая обработка -> Основы метода термоциклической обработки -> Основы метода термоциклической обработки

Основы метода термоциклической обработки

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  15  16  17  ...  30  31  32 

Рассмотрим более подробно процессы, происходящие при ТЦО. Фазовые и структурные превращения сопровождаются образованием, перемещением и аннигиляцией точечных и линейных дефектов, а также перераспределением легирующих элементов. Интенсивность процессов зависит от многих технологических факторов, в том числе от температурного интервала, скоростей нагрева и охлаждения, числа превращений и др. В результате многократной аустенитизации, из-за разницы удельных объемов превращенных фаз в металле протекают процессы, свойственные нагреву слабодеформированных металлов, а именно: диффузия точечных дефектов и их сток в дислокации и границы с попутной частичной их аннигиляцией; перераспределение дислокаций; формирование малоугловых границ; миграция малоугловых границ с поглощением дефектов; миграция межзеренных границ между рекристаллизованными зернами и укрупнение последних при одновременном снижении зерно-граничной и поверхностной энергий.

При ТЦО не все процессы, свойственные нагреву слабо деформированных металлов, протекают одновременно, а именно в силу непрерывности изменения температуры могут идти одни, тормозиться другие и развиваться третьи. Если структурные составляющие материала деформированы не сильно, как это имеет место при ТЦО, то в полуцикле нагрева возможно протекание первичной рекристаллизации, а при меньших температурах — и полигонизации. Центры рекристаллизации образуются в первую очередь в тех участках решетки, которые наиболее искажены, в том числе у границ зерен и их стыков. Это ведет к формированию мелкозернистой структуры. Процесс рекристаллизации при ТЦО можно представить как многократные чередования малых деформаций и рекристаллизационных отжигов. Однако механизм термонаклепа выражен не у всех полиморфных материалов одинаково. Так, фазовый наклеп при a - в-превращениях в титановых сплавах настолько слаб ввиду малой разницы удельных объемов а- и в-фаз, что невозможно ожидать сколько-нибудь значительного искажения кристаллической решетки при многократных перекристаллизациях.

Авторами ряда работ изучен характер изменения структуры и свойств, формы и размеров образцов из материалов на алюминиевой основе после ТЦО. Как отмечается, происходящие формоизменения являются в основном следствием возникающих внутренних напряжений. При этом наряду с внешним проявлением действия циклов (изменением формы и размеров) происходят и внутренние, такие, как дробление зерен и их разворот, образование блочной субструктуры и т. п. Сильное измельчение зерна (более чем в 10 раз) происходит, например, при термоциклировании сплава Al+40%Zn по режиму 200-357 °С. Одновременно с этим растет и плотность дислокаций в алюминиевой матрице.

В силумине, содержащем около 12 % Si, дробление зерен в алюминии сопровождается образованием субструктуры и разориентировкой субзерен при обработке по режиму 8-340°C. Зерна кремниевой фазы остаются без изменений, меняется лишь их взаимное расположение из-за деформации алюминиевой матрицы.

Термоциклирование холоднокатаного алюминия (99, 999 % А1) в режимах 20-400 °С и 20-600 °С ведет к рекристаллизации, которая, однако, по мере нарастания числа циклов прекращается, и развивается

процесс полигонизации при увеличении длительности термоциклирования. Как отмечается, причиной возникновения напряжений в чистом алюминии являются градиенты температуры, образующиеся при ТЦО массивных заготовок. Так, установлено, что при отсутствии градиентов структура монокристаллов алюминия практически не меняется.

Исследования, проведенные на германиевых кристаллах, выявили закономерность изменения дислокационной структуры. В процессе термоциклирования дислокации приходят в движение. Дислокации, имеющие два выхода на одну и ту же поверхность (L-, П-образные и др.), за 4—10 циклов режимов 400-850 °С полностью выходят на поверхность. Такое поведение дислокаций приводит к некоторому уменьшению их плотности в кристалле на начальных стадиях обработки. Параллельно этому процессу идет образование и размножение новых дислокаций, основными источниками которых служат несовершенства поверхности кристалла. Эти дислокации, продвигаясь вглубь, увеличивают суммарную плотность. Однако обнаружено, что распределение дислокаций носит неравномерный характер: возникающие в процессе ТЦО дислокации сосредоточены главным образом в узких полосах деформаций. Аналогичное поведение дислокаций происходит при термоциклирования крупнокристаллического никеля.

Число дислокаций зависит от продолжительности термоциклирования. Об этом свидетельствуют данные, полученные на монокристаллах молибдена, где в результате исследований обнаружено, что плотность дислокаций с увеличением времени термоциклирования (числа циклов) меняется по тому же закону, что и в германиевых кристаллах (табл. 1.1). Разница между ними состоит только в числе циклов, определяющих минимум средней плотности дислокаций. У кристаллов германия минимум достигается при 4—10 циклах, а у кристаллов молибдена — при 150—525.

В отдельных случаях (а. с. 394457) ТЦО используют даже как способ удаления дефектов (в том числе и дислокаций) в кристаллах InAs, In2Se3. В данном случае нагрев ведут в камере под давлением 108 — 1010 Па до температуры, равной 0,8 —0,9Tпл, а охлаждение — до 0,4 — — 0,7 Тпл. При этом плотность дислокаций уменьшается от 1012— 1013 до 108— 10 9 м-2.

На основании приведенных данных можно графически показать изменение числа дислокаций в кристалле при термоциклировании (рис. 1.3). Однако необходимо отметить, что при термоциклировании железа, циркония, вольфрама, а также при низкотемпературном термоциклировании молибдена увеличение плотности дислокаций начинается сразу же после начала обработки. Очевидно, эффективность ТЦО будет определяться степенью генерирования дефектов и, в первую очередь, дислокаций.

Известно, что при заданной температуре старения скорость зарождения выделений определяется работой образования критического зародыша ^Fкр. Первыми появляются зародыши с минимальной ^Fкр, а затем — зародыши с большей ее величиной. При температуре Т1 (рис. 1.4) последовательность образования выделений такова: сначала образуются зоны Гинье — Престона (ЗГП), затем по истечении времени — промежуточная B-фаза, а после выдержки тB— стабильная B-фаза.

Для большинства сплавов максимальное упрочнение создается, когда в структуре отсутствуют некогерентные выделения. Существуют три возможных варианта образования более стабильных выделений, а именно: прямое превращение менее устойчивых в более стабильные, а также независимое зарождение и рост стабильных фаз. При этом образование более стабильных фаз сопровождается одновременным растворением менее устойчивых.

Так как упрочнение достигается за счет торможения дислокаций продуктами распада, в том числе полями упругих напряжений в матрице вокруг выделений при перерезании или огибании выделений дислокациями, то с точки зрения получения наибольшего упрочнения предпочтительно образование ЗГП и промежуточных фаз. Выделения стабильных фаз некогерентны матрице, не имеют полей упругих напряжений, а расстояния между ними сравнительно велики. Это делает возможным значительно более легкое огибание таких препятствий дислокациями.

По имеющимся в литературе данным, экстремальные свойства закаленных сплавов, в том числе дисперсионно-твердеющих, можно достичь путем использования так называемого динамического старения, в основе которого лежат превращения, проходящие непосредственно в поле напряжений. Создаваемое внешними источниками поле напряжений влияет не только на уровень микронапряжений, существующих в закаленных сплавах или возникающих в результате распада твердого раствора, но и на дислокационную структуру, субструктуру, а в конечном счете и на морфологию и на распределение частиц выделяющихся фаз.

В основе ТЦО, так же как и при «динамическом» старении, лежат процессы, связанные с возникновением и релаксацией напряжений, накоплением дефектов кристаллического строения, развитием субструктуры, что эффективно влияет на распад твердого раствора.

При этом в отличие от искусственного старения, где распад твердого раствора определяется только температурно-временными параметрами, при ТЦО возможно перераспределение продуктов распада регулированием скоростями нагрева и охлаждения в циклах, интервалом ТЦО, а также числом циклов. Немаловажное значение имеет и отсутствие выдержек при температурах. В таких условиях процесс распада твердого раствора носит динамичный и в то же время прерывистый характер, что ведет к изменению морфологии и распределения выделяющихся фаз. Решающее влияние на процесс распада, очевидно, будет оказывать объемная упругая энергия взаимодействия между создаваемым в процессе ТЦО полем напряжений и полем напряжений, образующимся вследствие выделения упрочняющих фаз, как результат несоответствия кристаллических решеток и модулей упругости матрицы и фазы. При этом возможно достижение состояния структуры, при котором в ней будут присутствовать только предвыделения и метастабильные фазы. По данным расчетов, при старении под напряжением должно происходить преимущественное выделение фаз (энергетически более выгодное) определенной ориентации, зависящей от направления приложенной нагрузки. При ТЦО, очевидно, трудно ожидать ориентированных выделений, так как напряжения не имеют определенной направленности.

Характерные для ТЦО структурные изменения могут быть усилены путем пластической деформации. Как известно, пластическая деформация перераспределяет и повышает плотность несовершенств кристаллического строения — дислокаций, вакансий, дефектов упаковки, а кроме того, способствует образованию и развитию мало- и высокоугловых границ. Так как дефекты кристаллической решетки сильно влияют на формирование структуры сплавов при фазовых и структурных переходах, пластическую деформацию перед ними, а также в период их прохождения можно эффективно использовать для создания оптимальной структуры при ТЦО сталей и сплавов. Процессы пластического деформирования и ТЦО можно совмещать, но можно проводить и независимо друг от друга. При этом важно, чтобы фазовые и структурные превращения проходили в новых, измененных условиях, характеризующихся повышенной плотностью дефектов, создаваемых пластической деформацией. Так, в опытах с предварительной холодной деформацией при ТЦО возрастает число центров образующейся у-фазы и, как следствие, интенсивно измельчается зерно аустенита. Кроме того, при деформировании в межкритическом интервале температур в результате динамического у - а-превращения можно значительно ускорить процесс перекристаллизации, сильно наклепать составляющие структуры и измельчить зерно.

Таким образом, использование пластической деформации может быть эффективно при ТЦО, проводимой в области перлитных, бейнитных и мартенситных превращений, а также при старении и циклировании в области температур переменной растворимости химических элементов в твердом растворе.

1.2. ОСОБЕННОСТИ УСКОРЕННЫХ МЕТОДОВ НАГРЕВА И ОХЛАЖДЕНИЯ

Изменения в структуре сталей и сплавов после быстрых нагревов и охлаждений вызваны двумя причинами. Одна из них не связана с фазовыми превращениями, а другая обусловлена особенностями фазовых переходов в условиях быстроменяющейся температуры. В случае относитель

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  15  16  17  ...  30  31  32 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.01.24   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

10:40 Шкив тормозной

07:33 Трубы нужного Вам размера со склада в наличии.

15:43 Арматура А500С d 6-28 мм

10:58 Дизель генератор АД 200, ДЭУ 200, ДГУ 200

10:58 Сварочные аппараты АДД ПР2х2502, стационарный,шасс

10:38 Калибровка круг Ст35 Д4-60мм

10:37 Пруток калиброванный Ст20 Д4-60мм

10:37 Пруток горячекатаный Ст20 Д 10-300мм

09:57 Уголок г/к 50х50х5 из стали AISI 316 L

08:44 Сварочные агрегаты АДД 2х2502, АДД 2х2502 П, АДД 2х2502 ПВГ

НОВОСТИ

20 Июля 2017 17:27
Роботизированная кладка кирпича

16 Июля 2017 17:19
Гейтсхедский мост тысячелетия (25 фото, 1 видео)

22 Июля 2017 09:16
”НМЗ” готовится к плановому ремонту печи MAERZ

22 Июля 2017 08:34
Итоги деятельности ”Челябинского цинкового завода” за 1-е полугодие 2017 года

21 Июля 2017 17:20
Добыча железной руды ”Vale” во 2-м квартале выросла на 5,8%

21 Июля 2017 16:13
”Мечел” сообщает о начале освоения рынка крупнотоннажных слитков

21 Июля 2017 15:07
Польский экспорт угля за полгода упал на 28%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Сверление – особенности процесса

Особенности емкостей и баков отопительных систем в промышленности

Кованые конструкции для благоустойства участка

Вилочные погрузчики для складов и производств

Металлические сейфы для хранения ценностей

Основные параметры и особенности использования стабилизаторов напряжения

Использование алюминиевого профиля в мебельной промышленности

Основные аспекты применения защитных тентов

Выбор современных водосточных систем и их особенности

Дроны и квадракоптеры в промышленности

Насосы шестеренные для перекачивания вязких сред

Электрические котлы для отопления дома - особенности выбора

Ремонт производственных помещений

Автономная газификация и отопление дома

Основные типы керамических отделочных материалов

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.