OBRÓBKA PLASTYCZNA

METALI

• Plastyczność: zdolność metali i stopów do

trwałego odkształcania się bez naruszenia

spójności

• Obróbka plastyczna: walcowanie, kucie,

prasowanie, ciągnienie

• Produkty i półprodukty hutnicze po obróbce

plastycznej: pręty, kształtowniki, rury, druty,

blachy, odkuwki

• Obróbka: na zimno lub na gorąco

• Stopień gniotu: Z = S0 – S1 / S0

Mechanizmy odkształcenia

plastycznego

• Poślizg dyslokacyjny

• Bliźniakowanie

• Pełzanie dyslokacyjne

• Pełzanie dyfuzyjne

• Poślizg po granicach ziaren

Poślizg

Systemy poślizgu; linie i pasma poślizgu

Bliźniakowanie

Odkształcenie plastyczne na zimno

polikryształów

• Granica sprężystości i

plastyczności

• Górna Re wywołana

odrywaniem atomów

domieszek od dyslokacji

• Dolna Re – równanie

Halla-Petcha Red = 0 +

kd(-1/2)

• Zgniot i tekstura zgniotu

Przemiany cieplne podczas wyżarzania metali

uprzednio odkształconych plastycznie na zimno

• Zdrowienie statyczne

• Rekrystalizacja statyczna

Zdrowienie statyczne

• Proces aktywowany cieplnie, zachodzący podczas

wyżarzania poniżej temperatury rekrystalizacji w metalach

uprzednio odkształconych plastycznie na zimno

• Proces związany ze zmniejszeniem liczby defektów

punktowych, gęstości dyslokacji oraz zmianami struktury

przestrzennej dyslokacji

• Dyfuzja i anihilacja defektów punktowych, poślizg i

wspinanie dyslokacji, anihilacja dyslokacji

różnoimiennych, kurczenie się i zanik pętli dyslokacyjnych

• Poligonizacja prosta i złożona

Poligonizacja

• Prosta: działa tylko jeden

system poślizgu; tworzenie się

niskokątowych granic

daszkowych w wyniku

przegrupowania się nadmiaru

dyslokacji jednoimiennych

• Złożona: działa kilka systemów

poślizgu, powstają komórki

dyslokacji o małej gęstości

otoczone ściankami o dużej

gęstości, podziarna i ścianki

stanowiące granice złożone

daszkowe i skrętne

Rekrystalizacja statyczna

• Przebiega powyżej temperatury rekrystalizacji

• Polega na powstawaniu i migracji

szerokokątowych granic ziaren

• Niezbędny jest pewien gniot krytyczny

• Zachodzi przez zarodkowanie i wzrost ziaren

Zarodkowanie

• Następuje w obszarach

o największej

krzywiźnie sieci: w

obszarach o dużym

gradiencie

odkształcenia, w

pobliżu granic ziaren,

dużych wydzieleń,

powierzchni

swobodnych, w

pasmach poślizgu.

• Polega na: wzroście

podziaren i (lub)

migracji odcinków

szerokokątowych

granic ziaren

pierwotnych

Zarodkowanie przez wzrost

podziaren przebiega wskutek: Migracji granic podziaren powstałych podczas poligonizacji,

jeżeli tworzą one z osnową granicę szerokokątową i

wykazują promień większy od krytycznego (a)

Wzrostu podziaren utworzonych w wyniku koalescencji,

jeżeli osiągają one wielkość krytyczną i granicę

szerokokątową z osnową

Koalescencja polega na wspinaniu się dyslokacji lub

obrocie jednego z sąsiadujących podziaren

Zarodkowanie przez migrację odcinków szerokokątowych: w

silnie zdefektowaną osnowę przemieszcza się granica

szerokokątowa w wyniku uchodzenia do niej wakansów i

dyslokacji

Wielkość ziarna po odkształceniu

plastycznym

Temperatura rekrystalizacji

• Zależna od stopnia

gniotu, sposobu,

temperatury i

szybkości

odkształcenia, czasu

wyżarzania, wielkości

ziarna

• Wzór Boczwara:

TR = (0,350,6) Tt

Rekrystalizacja pierwotna i wtórna

• Pierwotna: migracja szerokątowych granic zarodków

rekrystalizacji do czasu, gdy zrekrystalizowane ziarno

zajmie całą objętość uprzednio odkształconego metalu

• Wtórna: następuje selektywny wzrost niektórych ziaren,

bez okresu inkubacji, kilkaset stopni C powyżej

temperatury rekrystalizacji. Przyczyna: obecność faz na

granicach ziaren, zbyt krótki okres wyżarzania, tekstura

• Tekstura rekrystalizacji: statystyczna przewaga ziaren o

jednakowej orientacji