Исследовано влияние условий деформирования при прессовании алюминиевого сплава системы Al- Mg-Cu (хим. состав % веc.: 4,76 Cu-0,79Мn-1,39Mg-0,4Fe-0,29Si-0,10Zn-0,045Ni-0,05Ti) на особенности развития процесса рекристаллизации.
Анализ результатов электронно-микроскопических исследований показывает, что ускоренное охлаждение изделий водой после прессования приводит к замедлению развития процессов рекристаллизации и способствует сохранению полигонизованной структуры в закаленном состоянии.
Известно, что в алюминии и его сплавах зародыши рекристаллизации образуются преимущественно за счет процесса групповой коалесценции субзерен. Схема развития процессов, происходящих с деформированной структурой полуфабрикатов при температурных воздействиях может быть представлена в виде: совершенствование ячеистой или субзеренно-ячеистой структуры (1 стадия) → групповая коалесценция субзерен (2 стадия) → образование участков, окруженных высокоугловой границей (зародышей рекристаллизации), (3 стадия) → миграция высокоугловых границ (собственно рекристаллизация) (4 стадия). В замедленно охлажденных с температуры окончания деформации изделиях 1 стадия протекает уже на стадии последеформационного охлаждения и в горячепрессованном состоянии имеет место развитая субзеренная структура. При ускоренном охлаждении изделий имеет место малосовершенная субзеренно-ячеистая структура. Таким образом, процесс перехода к рекристаллизованной структуре в замедленно охлажденных изделиях начинается во времени раньше.
Следует также учитывать, что процесс полигонизации при замедленном охлаждении сплава протекает при одновременном распаде твердого раствора и выделении частиц упрочняющих фаз. Это затрудняет переползание дислокаций (главный процесс полигонизации), во-первых, из-за параллельного ухода атомов к образующимся частицам; во-вторых, из-за того, что частицы являются препятствием для переползания дислокаций. Вследствие этого формируется малое количество малоугловых границ и крупные субзерна. Такая структура требует довольно незначительного развития 2 стадии для перехода на последующую 3 . В ускоренно охлажденных изделиях процесс 1 начинается и протекает в ходе нагрева и выдержки при закалке, в процессе которых идет растворение имеющегося небольшого количества выделений упрочняющих фаз. Указанные выше причины торможения переползания дислокаций отсутствуют. Вследствие этого образуется протяженная сетка малоугловых границ с небольшим размером субзерен. И для начала 3 стадии требуется большее время для протекания 2 стадии.
Для оценки количества несовершенств кристаллической решетки, фиксируемых в сплаве при разных скоростях охлаждения за счет подавления процессов возврата, может использоваться зависимость
,
где 
- количество оставшихся дефектов при температуре Т; ρ0 - исходное (до начала охлаждения) количество дефектов; с = const; v - скорость охлаждения; U - энергия активации.
Из выражения вытекает, что если охлаждение деформированного материала ведется до одной и той же температуры с различными скоростями, то количество дефектов, не претерпевших аннигиляции в процессе охлаждения, будет тем больше, чем больше скорость охлаждения.
В самом деле, в указанном выражении 
и с - константы, а 
изменяется для разных вариантов охлаждения незначительно. Количество дефектов, внесенных деформацией и сохранившихся в процессе непрерывного охлаждения до заданной температуры, будет больше для большей скорости охлаждения.
Таким образом, ускоренное охлаждение замедляет процесс перехода сплава в рекристаллизованное состояние, способствует сохранению ячеисто-субзеренной структуры в прессованных термически обработанных полуфабрикатах, увеличивает количество дефектов кристаллического строения. С этим связано достижение в результате ускоренного охлаждения более высоких прочностных свойств и свойств сопротивления усталости.
Библиографическая ссылка
Муратов В.С., Морозова Е.А. РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССОВ РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИИ В ПРЕССОВАННЫХ ПОЛУФАБРИКАТАХ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ // Фундаментальные исследования. – 2008. – № 8. – С. 56-57;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3572 (дата обращения: 18.04.2024).