Отжиг для снятия напряжений

Отжиг для снятия напряжений имеет целью полностью или большей частью снять остаточные напряжения. Это можно сделать, переведя упругие напряжения в пластические.

Перевести упругие напряжения в пластические возможно двумя путями:

• снизить предел ползучести

• развить процесс ползучести.

σ = Еε – упругие напряжения отвечают закону Гука.

σ

Т

Т – температура, при которой внутренние напряжения равны пределу текучести

При перегреве внутренние напряжения становятся больше предела текучести, а выше предела текучести должна начаться пластическая деформация.

После того, как напряжения достигли предела текучести дальнейшее их падение возможно из-за развития ползучести. Она развивается в результате медленного скольжения малого числа еще легкоподвижных дислокаций.

Дислокации во время скольжения тормозятся и процесс ползучести затухает. Этому же способствует уменьшение внутренних напряжений. Для активизации ползучести требуется дополнительная энергия – нагрев.

Для этапа ползучести важны 2 параметра: температура и время. Однако для каждой температуры имеется свои собственные остаточные напряжения, которые невозможно снять.

На первом этапе напряжения снимаются быстро и, если деформация была неравномерной, то и сниматься будут неравномерно.

Фазовые превращения в твердом состоянии Термодинамика фазовых превращений

F = H – TS – термодинамический потенциал

Н – энтальпия равна связи между атомами при абсолютном ноле.

S – энтропия - энергия колебательного движения частиц.

F

α

β

Т

ΔТ – степень переохлаждения/перегрева

ΔF

a

Для того, чтобы образовался критический зародыш понадобится больше энергии, чем получается при сокращении площади.

Недостающую энергию возможный зародыш получает от флуктуации энергии. Таким образом, устойчивым зародышем может стать объем фазы, в котором кристаллическая решетка напоминает новую, которая достигла размера выше критической и совпала с энергетической флуктуацией нужного размера.

Если кристаллизация проходит в жидкой фазе:

Если кристаллизация идет в твердой фазе, необходимо учитывать не только два слагаемых, но и упругие напряжения, которые возникают из-за несоответствия решеток 2-х фаз.

При нагревании оба фактора (термодинамический и диффузия) с ростом степени перегрева увеличиваются.

В сплавах выделения вторичных фаз могут быть связаны с перераспределением компонентов, т.е. исходная и новая фазы сильно отличаются по составу. В этом случае для образования устойчивого зародыша необходимо, чтобы кристаллическая флуктуация совпала с концентрационной.