Рекристаллизация

При достижении определенной температуры (для каждой степени деформации своей) в деформированном металле зарождаются и растут равноосные, относительно бездефектные зерна. Движущей силой рекристаллизации является желание снизить энергию за счет уменьшения плотности дислокаций. Рекристаллизация – процесс диффузионный, поэтому как любое фазовое превращение характеризуется скоростью зарождения центров кристаллизации (с.з.ц.) и линейной скоростью роста кристаллов (л.с.р.). Центрами новых зерен являются границы, где особенно высокая энергия, центрами могут стать самые маленькие зародыши, так как энергия на образование новой поверхности раздела будет всегда меньше, чем выигрыш, который мы получим из-за уничтожения дислокаций.

Очень важной характеристикой является температура начала кристаллизации.

- эта температура не может быть константой металла, так как сильно зависит от многих факторов (времени выдержки, природы материала, степени предварительной деформации). За начало рекристаллизации принимают момент, когда металлографически наблюдается доля рекристаллизованых зерен. При одной и той же температуре рекристализованые зерна могут появиться при разных степенях пластической деформации в течении разного времени. Начало рекристаллизации зависит от выдержки при температуре рекристаллизации.

Степень деформации определяет температуру начала рекристаллизации (повышается степень деформации – понижается температура начала рекристаллизации). По мере увеличения степени деформации плотность дислокаций растет с затуханием, соответственно и увеличение от степени деформации уменьшается с затуханием.

При степени деформации больше 60% практически не изменяется. Поэтому температура начала рекристаллизации металлов и сплавов, деформированных со степенью деформации больше 60% и отожженного в течение 1-2 часов, называют температурным порогом рекристаллизации.

ε, %

- порог рекристаллизации

- эмпирическая формула определения

В некотором интервале выше температуры начала рекристаллизации процесс не идет до конца. Происходит частичная рекристаллизация, а часть деформированных зерен остается. Полностью рекристаллизация протекает при температуре конца рекристаллизации ( ). Эта температура зависит от тех же факторов, что и температура начала рекристаллизации.

І стадия рекристаллизации заканчивается после исчезновения всех деформированных зерен. Эта стадия называется первичной. Новые зерна могут быть ориентированы либо случайным образом, либо иметь преимущественную ориентировку. В этом случае говорят о текстуре рекристаллизации.

При продолжении выдержки или при повышении температуры начинается рост рекристаллизованого зерна. Эта стадия называется собирательная рекристаллизация. Рост зерна протекает из-за того, что система хочет понизить поверхностную энергию, уменьшить границы зерен. В некоторых случаях может наступить ІІІ стадия – вторичная рекристаллизация. При такой рекристаллизации структура состоит из небольшого числа небольших кристаллов и большого крупных (разнозеренность). Вторичная рекристаллизация обусловлена стабилизацией границ большинства зерен и активностью границ отдельных зерен.