Пластическая деформация металлов - Хоникомб Р.
Скачать (прямая ссылка):
В последнее время было установлено, что соотношение ориентировок зерен вторичной и первичной рекристаллизации не всегда контролирует процесс вторичной рекристаллизации. Это особенно справедливо в случае «двумерной» структуры зерен, возникающей в тонких листах, прокатанных с большими обжатиями, когда при рекристаллизации размер зерен приближается к толщине листа и большинство границ зерен пересекают поверхность листа. В этих условиях важным фактором становится поверхностная энергия и ее зависимость от ориентировки. Уолтер и Данн [34] нашли, что поверхностная энергия для листа из высокочистого сплава железо — 3% кремния имеет минимальное значение для ориентировки {100} в нормальном отожженном состоянии, так что при вторичной рекристаллизации зерна с такой ориентировкой относительно поверхности будут иметь тенденцию-к росту. Однако зерна, у которых плоскость {110} совпадает с плоскостью поверхности листа, также обладают тенденцией к росту; последующие исследования показали, что преимущественная ориентировка зависит от атмосферы, в которой происходит отжиг [35]. Если в атмосфере содержится большое количество кислорода, то абсорбированные металлом атомы кислорода способствуют понижению поверхностной энергии плоскостей {100} до минимального значения; если же в атмосфере кислорода мало, то наименьшую свободную энергию имеют плоскости {110}, и зерна с такой ориентировкой будут ускоренно расти. Таким образом, в зависимости от условий отжига текстурой вторичной рекристаллизации могут быть системы {100} (001), {110} (001) или их смесь.
Интересно отметить, что железо зонной очистки [35] ведет себя аналогично высокочистому сплаву железо — кремний с той лишь разницей, что* текстура первичной рекристаллизации в этом случае другая, а именно-{111} (110); следует иметь в виду, что реакция превращения текстур здесь уже не является простым процессом ориентированного роста. Это ясно также из того, что в неокисляющей среде текстура вторичной рекристаллизации {110} (001) может расти из текстуры первичной рекристаллизации того же типа.
§ в. Анизотропия механических свойств
Анизотропия механических свойств монокристаллов рассмотрена в гл. 2. где она объяснена с точки зрения кристаллографии процесса деформации. Из этого объяснения следует, что поликристаллические материалы с текстурами должны иметь различные механические свойства в разных направ-
Анизотропия в поликристаллических металлах
291
лениях, причем это должно иметь место как для деформированных, так и для отожженных металлов, равно способных образовывать текстуры. Такая анизотропия может быть либо полезной, либо оказаться серьезным недостатком. Например, при глубокой вытяжке колпачков часто образуются симметрично расположенные по кромке «фестоны» (фиг. 12.8) и соответствующие колебания толщины стенок колпачков, что является результатом анизотропии механических свойств. С другой стороны, при подходящем выборе текстуры лист в нужном направлении может быть прочнее, чем лист из того же материала, но без текстуры. г~-г;- ---- ;
Зависимость механических свойств от направления в катаном, а также в катаном и отожженном листах является широко известной особенностью при деформации меди, сплавов на основе меди, алюминия и т. д. Интенсивное изучение текстур деформации и отжига и их влияния на металлургические параметры, такие, как допустимая величина обжатия до отжига, температура отжига и т. д., позволило наладить производство
листа с минимальной текстурой, при ф и г- 12J8- Колпачки из меди, получея-
J г 1 v ные глубокой вытяжкон: о — из полосы вытяжке которого исключается ани- с беспорядочной ориентировкой I зерен; зотропия течения и сопутствующее б — нз полосы с однородной текстурой ей явление образования фестонов. {100)(001) 140].
Контроль текстуры является в настоящее время важным и общепризнанным этаном технологии производства металлов; однако число возможных переменных параметров так велико, что часто бывает затруднительно точно предсказать поведение материала [1, 4].
Образование фестонов на медных и латунных листах изучалось довольно подробно [36, 37]. В латунн обычно возникают четыре фестона, расположенные под углом 45° к направленню прокатки, что соответствует текстуре отжига {110} (112) [38], которая в данном случае аналогична текстуре прокатки; однако иногда может появиться и шесть фестонов, если текстура изменяется под действием некоторых металлургических факторов. Несомненно, что последнее явление носит сложный характер; известно также, что определенные факторы, способствующие развитию жесткой текстуры, например высокая температура окончательного отжига, большие обжатия в конце прокатки, приводят к более ярко выраженным фестонам. У медн наряду с фестонами, расположенными иод углом 45° к направлению прокатки, часто можно наблюдать также систему из четырех фестонов, два из которых расположены под углом 90° к направлению прокатки, а два других — параллельно направлению прокатки.
Некоторый успех был достигнут в направлении установления связи между фестонистостью полос из а-латуни и полюсными фигурами, полученными с помощью рентгеновского анализа [39]; было установлено, что часто количество фестонов совпадает с количеством областей высокой плотности нормалей к кристаллографическим плоскостям, появляющихся на полюсных фигурах. Например, плоскости скольжения {111} стремятся расположиться параллельно плоскости прокатки и под углом 90° к направлению прокатки; при этом фестоны появляются под углом 45° к направление прокатки. Эти положения являются оптимальными для пластического течения, так как растягивающее напряжение, действующее в этих направленнях, будет стремиться ориентировать максимальное количество плоскостей {111
