Спекание. Рекристаллизация . Часть 10
Вторая не связана с предварительной деформацией тела, т. е. может протекать как с деформированной, так и с недеформированной решеткой. В этом случае процесс сводится к укрупнению зерен путем перемещения их границ.
В пластически деформированных телах собирательная рекристаллизация происходит чаще всего после рекристаллизации об-
работки. Однако оба эти явления могут протекать также независимо друг от друга и в некоторых случаях одновременно.
Существуют различные представления о движущей силе и физической сущности процессов рекристаллизации.
Их движущей силой следует считать уменьшение термодинамического потенциала тела за счет либо уменьшения суммарной поверхности границ между зернами, либо снятия искажений и напряжений в решетках, либо обоих этих явлений одновременно. Относительное значение этих явлений в разных случаях и на разных стадиях одного и того же процесса может быть неодинаковым.
Полезно оценить величину изменения энергии в рассматриваемых процессах.
По экспериментальным данным [166], при отжиге деформированного металла выделяется ~ 0,5 — 1 ккал/г, что для меди составляет 30 ккал/г-атом.
Эта энергия выделяется частично при возврате, частично при рекристаллизации. Рост зерен сопровождается относительно меньшим (по порядку величины) тепловым эффектом. Полагая, что зерна представляют собой плотно упакованные кубики, Сире [167] нашел, что поверхностная энергия границ зерен составляет ~10-5 кал/см2.
Это значит, что поверхностная энергия на границах зерен меди размером 10-3 см составляет ~0,21 кал/г-атом. При увеличении размера зерен в 10 раз выделяется около 0,19 кал/г-атом. Эти величины интересно сравнить с теплотой плавления меди, равной 3-100 кал/г-атом.
Рекристаллизация обработки в деформированном материале осуществляется в большинстве случаев путем образования и последующего роста зародышей ненапряженного вещества. Этот рост зерен с неискаженной решеткой происходит вследствие перехода частиц тела (атомов и т. п.) от искаженных к неискаженным кристаллам. Таким образом, в результате рекристаллизации обработки получаются кристаллы, точнее кристаллиты, более или менее свободные от искажений и во всяком случае более стабильные, чем исходные.
Соответственно механизму этого процесса, имеющего много общего с фазовыми превращениями, его кинетику можно описать с помощью величин п и с, характеризующих скорость зарождения центров и линейную скорость роста новых кристаллов. Значение этих величин, как показали многочисленные исследования [51, •168—174], зависят в первую очередь от чистоты тела, степени его деформации и размера зерен, а также от температуры процесса.
Установлено, что чистые вещества рекристаллизуются особенно интенсивно. Малые количества примесей (иногда < 0,01%) могут уменьшать значение скорости рекристаллизации на несколько порядков, так что так называемая температура рекристаллизации увеличивается на сотни градусов [51, 168—174].
Другие части:
Спекание. Рекристаллизация . Часть 1
Спекание. Рекристаллизация . Часть 2
Спекание. Рекристаллизация . Часть 3
Спекание. Рекристаллизация . Часть 4
Спекание. Рекристаллизация . Часть 5
Спекание. Рекристаллизация . Часть 6
Спекание. Рекристаллизация . Часть 7
Спекание. Рекристаллизация . Часть 8
Спекание. Рекристаллизация . Часть 9
Спекание. Рекристаллизация . Часть 10
Спекание. Рекристаллизация . Часть 11
Спекание. Рекристаллизация . Часть 12
Спекание. Рекристаллизация . Часть 13