Технология конструкционных материалов: Учебное пособие по дисциплине «Технологические процессы машиностроительного производства», страница 28

Для чистого железа Т_р = 450,2 °С, для свинца — минус33 °С, для алюминия — около + 100°С, для меди — + 270°С и т. д. Пластическая деформация свинца при комнатной температуре практически не приведет к наклепу, так как одновременно с пластической деформацией будет происходить рекристаллизация и пластичность свинца будет восстанавливаться.

Рис. 15. Диаграммы рекристаллизации:

а — для железа, деформированного в холодном состоянии;

б — для низкоуглеродистой стали, деформированной в горячем состоянии.

Рекристаллизация пластически деформированного металла – типичный кристаллизационный процесс, протекающий после зарождения центров кристаллизации в два этапа:

— первичная рекристаллизация — процесс сфероидизации вытянутых зерен текстуры;

— вторичная рекристаллизация — рост крупных зерен структуры за счет поглощения (слияния) мелких.

Главными факторами процесса рекристаллизации являются:

— температура, при которой идет процесс (выше порога рекристаллизации);

— время выдержки при этой температуре;

— степень деформации (степень наклепа), которую имел металл до нагрева выше порога рекристаллизации.

Рекристаллизация полностью восстанавливает равновесное состояние структуры наклепанного металла. В соответствии с изменением структуры происходит и изменение свойств металла.

Повышение температуры выше порога рекристаллизации ускоряет процесс формирования равновесной структуры, и при температуре  °К рекристаллизация происходит практически мгновенно. Поэтому пластическая деформация при температуре выше Т_кр не приводит к появлению наклепа. Искажение кристаллической решетки, упрочнение и снижение пластических свойств металла, вызываемое пластической деформацией, при такой температуре мгновенно восстанавливается до исходного состояния. Связь между величиной зерна, степенью деформации и температурой рекристаллизации изображают объемными диаграммами, получаемыми экспериментальным путем для каждого металла или сплава (рис. 15). Диаграмма рекристаллизации дает возможность проследить за изменением структуры сплава при данных условиях обработки давлением и выбрать как температуру, так и степень деформации, способные обеспечить получение желаемой величины зерна.

Порог рекристаллизации позволяет установить границу между температурой холодной и горячей обработки металлов.

5.3.  ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ИНТЕРВАЛ ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКИ

МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

При деформировании металла в горячем состоянии его нагревают до определенной температуры. Деформация осуществляется до тех пор, пока температура не снизится до такой величины, при которой дальнейшая обработка вызывает в металле наклеп. Таким образом, металл можно деформировать в строго определенном температурном интервале.

Температурным интервалом называется область температур нагрева металла, при которых металл деформируется горячей обработкой.

Максимальная температура интервала называется верхним пределом горячей обработки t_вп, а минимальная—нижним t_нп.

Рис. 16. Участок диаграммы железо–углерод с температурным

интервалом горячей обработки давлением

Каждый металл имеет свой строго определенный температурный интервал горячей обработки. Верхний предел температурного интервала (t_вп) выбирается таким образом, чтобы не было перегрева, пережога, интенсивного окисления и обезуглероживания нагреваемого металла. Нижний предел температурного интервала (t_нп) выбирается так, чтобы металл не получал наклепа. Правильный выбор нижнего предела очень важен для легированных сталей и сплавов, не имеющих фазовых и аллотропических превращений, например, для сталей аустенитного  и ферритного классов. Конечные свойства этих сталей определяются в основном нижним пределом температурного интервала, поскольку они не подвергаются термической обработке.

Практически верхний предел t_вп для углеродистых сталей располагается на 100 — 200°С ниже линии солидуса АЕ (рис. 16). Для доэвтектоидных углеродистых сталей оптимальной температурой конца обработки давлением является

T=A₃+(20 — 50).