Recristalizarea statica - titan

Recristalizarea statica - titan

Recristalizarea statica dupa deformare plastica la cald

In timpul proceselor de inmuiere care au loc dupa deformarea plastica la cald, exista doua categorii distinct de procese: a) procese de restaurare care implica anihilarea dislocatiilor; b) procese de recristalizare, in care dislocatiile sunt simultan eliminate in numar mare, ca rezultat al miscarii limitelor la unghiuri mari. Fiecare dintre acestea poate fi mai departe divizat in functie de aparitia fenomenului de inmuiere fie datorita restaurarii, fie datorita recristalizarii dinamice.

Deformatia critica pentru recristalizarea statica

Deformatia critica pentru recristalizarea statica este de circa 10%.Daca deformatia critica este depasita,trebuie sa existe o perioada de incubatie inaintea recristalizarii.Daca deformatia aplicata este mai mare decat cea critica,atunci inmuierea in timpul restaurarii statice are loc in timpul perioadei de incubatie pentru recristalizare; daca deformatia critica pentru recristalizare nu este atinsa, procesul de restaurare nu conduce la o inmuiere completa, dar are loc saturarea la un nivel sub 100%; de fapt prin procese de restaurare nu se poate produce o inmuiere completa.

Existenta unei tensiuni critice pentru inmuiere completa si a unei limite de saturare pentru efectul de restaurare sunt descrise prin tehnica intreruperii incercarii prin compresiune.In concordanta cu aceasta metoda, probe individuale sunt deformate la viteza constanta de deformatie si apoi, la o deformatie selectata se intrerupe aplicarea sarcinii pana se atinge viteza initiala de deformatie.

Fig.4.1. Curbe de intrerupere tensiune-deformatie pentru un material: a) cu restaurare dinamica; b) cu recristalizare dinamica (probele au fost austenitizate la 960 ̊C);

a)Aluminiu de puritate comerciala, testat la 410 ̊C (9,74T_m) si 2,7 s^-1.Timpul de intrerupere a fost de 1,8 pana la 4100 s. Pentru comparatie curbele intrerupte K reprezinta parti ale curbelor initiale. Timpul de intrerupere pentru aceste curbe este : b 1,8; c2,5; d 3,95; e 8,5; f 405; g 490; h 1314; i 4100; b)curbele de sus, care sunt pentru otel cu 0,42 %C,au o intrerupere de 0,14 in zona restaurarii dinamice. Ambele teste au fost conduse la 870 ̊C (9,65T_m). Curbele de jos, pentru otelul 0,68 % C sunt pentru otel deformat la 915 ̊C (0,78T_m), care a fost deformat cu 0,33 in regiunea recristalizarii dinamice /160,161/.

Influenta alierii asupra recristalizarii statice

Este evident faptul ca dupa deformarea plastica la cald restaurarea statica incepe imediat ce forta este indepartata. Acest lucru inseamna ca nu exista o perioada pentru a se initia procesul de inmuiere. Factorii care determina cresterea vitezei restaurarii statice, determina scaderea perioadei de incubatie.

Adaosul de elemente de aliere determina scaderea energiei defectelor de restaurare dinamica si cresterea vitezei de durificare induse de deformare plastica. Similar adaosul de elemente de aliere poate scadea viteza restaurarii statice si deci a duratei de incubatie.

Din punct de vedere practice, deoarece alierea face mai dificila restaurarea dinamica, determinand cresterea tensiunii de curgere la temperatura fixa, in general se utilizeaza la aliajele deformabile la temperaturi mai ridicate.

Recristalizarea statica dupa deformare plastica la rece si recoacere

Aparitia restaurarii statice, care are loc intotdeauna este greu de observat si studiat deoarece evolutia sa nu poate fi urmarita prin metalografie optica. O tensiune de curgere intrerupta si forta conducatoare au fost mentinute aproximativ constante prin varierea vitezei de deformatie pentru fiecare serie de teste. La mentinerea vitezei de deformatie constanta, curbele de inmuiere se mentin inchise impreuna cu un anumit timp. Efectul temperaturii asupra vitezei de recristalizare nu se poate vedea datorita folosirii scaderii logaritmice pentru timp.

Fig.4.7. Efectul deformarii la temperatura inalta asupra recristalizarii statice izoterme pe fier: a)fractia recristalizata dupa restaurarea dinamica pe probe deformate la aceleasi tensiuni de curgere la trei combinatii de temperatura si viteza de deformatie; b) fractia recristalizata metadinamic dupa deformatie la aceeasi tensiune de curgere in stare stationara la trei combinatii de temperatura si viteza de deformatie. Curba intrerupta este pentru recristalizare statica dupa deformatie la acelasi nivel de deformatie inainte de curgere. Temperaturile omologe de deformatie sunt: 0,51 (650 ̊C); 0,49 (600 ̊C); 0,46 (550 ̊C); 0,43 (500 ̊C) /163/

Influenta vitezei de deformatie si a deformatiei asupra

recristalizarii statice

Cresterea vitezei de deformatie in procesul deformarii determina scaderea perioadei de incubatie si cresterea vitezei recristalizarii succesive. Materiale ca otelurile cu niobiu, in care are loc precipitarea particulelor, scaderea vitezei de deformatie permite o precipitare mai abundenta in timpul deformarii. Astfel o parte de retragere asociata scaderii vitezei de deformatie poate fi atribuita efectului de retinere a cresterii particulelor din procesul de inmuiere.

Fig.4.9. Efectul vitezei de deformatie si a deformatiei intrerupte asupra recristalizarii izoterme in otelul cu 0,07 % Nb. Deformatia joasa intrerupta s-a aflat in regiunea recristalizarii dinamice. Inmuierea are loc in proportie de 100%, avand ca rezultat modificarea precipitatelor de NbC. Probele au fost austenitizate la 1150 ̊C si testate la 1040 ̊C. Deformatia si viteza de deformatie au fost: Δ 0,28, 8x10^-2; Δ 0,25, 8x10^-3; Ο 0,1. 8x10^-2; . 0,1, 8x10^-3 /134/

Fig.4.10. Corelatia dintre tensiunea de curgere din stare stationara si marimea de graunte recristalizat static, in fier elaborate in vid. Linia continua - restaurare dinamica; linia intrerupta - recristalizare dinamica.

Grauntii fini au fost produsi prin deformare la viteze mari de deformatie (si temperaturi joase) datorita marimii mici de subgraunte format la restaurare dinamica la valori mici ale vitezei de deformatie la temperature corectata Z.

Cresterea vitezei de recristalizare cu deformatia este acompaniata de scaderea marimii de graunte recristalizat. Inca o data marimea de graunte devine independent de deformatie cand se atinge curgerea din stare stationara. Locurile preferate pentru germinarea recristalizarii statice sunt regiunile puternic deformate langa limitele de graunti sau limitele de macla.

Fig 4.12. Efectul deformatiei asupra marimii de graunte recristalizat static pentru fier elaborat in vid dupa deformare la 650 ̊C (0,53T_m) si viteza de deformatie de3,8.10^-2s^-1 /163/

Recristalizarea metadinamica

La aplicarea unei deformatii la temperatura ridicata in timpul recristalizarii dinamice sunt prezenti multi embrioni atat in interiorul materialului, cat si la cateva limite de graunte. Totodata are loc migrarea limitelor de graunti, formandu-se regiuni lipsite de dislocatii. Exista posibilitatea ca embrionii sa creasca fara o incubatie clasica necesara. Procesul de inmuiere care rezulta din procesul de crestere a acestor embrioni este cunoscut sub denumirea de recristalizare metadinamica. Cum acest tip de recristalizare nu necesita un interval de germinare, el se produce foarte repede la terminarea deformarii. Fara indoiala, germinarea din procesul de recristalizare statica poate avea loc in regiuni care nu contin embrioni dinamici.

Fig.5.1. Reprezentarea schematica a relatiei de legatura dintre cele trei mecanisme de inmuiere si a dependentei deformatiei pentru un material care recristalizeaza dinamic. Sunt aratate si proportiile de inmuiere associate fiecarui mecanism.

Se poate face distinctie intre 4 regimuri de interactiune. In primul regim situat sub 900 ̊C recristalizarea metadinamica incepe si se sfarseste inainte de a incepe precipitarea.In regimul al doilea ,inceputul recristalizarii metadinamice precede inceputul precipitarii, dar precipitarea incepe inainte de a se sfarsi recristalizarea metadinamica, astfel incat cinetica este intarziata.Acest regim se situeaza sub 875 ̊C. Inreruperile procesului de inmuiere se observa la 850 ̊C.Astfel, timpul t₅₀ pentru recristalizarea metadinamica este valid peste 900 ̊C (regimul 1). Sub 900 ̊C (regimul 2), recristalizarea metadinamica este provenita prin precipitarea completa NbCN. Fata de recristalizarea statica, este bine de observat ca exista o temperatura la care nu se produce recristalizarea metadinamica, deoarece precipitarea incepe dupa ce recristalizarea metadinamica a inceput si nu poate sa-si opreasca procesul de germinare, ca in cazul recristalizarii statice.

Recristalizarea metadinamica poate fi prevenita cand trecerile individuale sunt urmate de intervale destul de lungi pentru precipitarea carbonitrurilor. In acest caz, precipitarea indusa de tensiune previne aparitia recristalizarii dinamice, astfel incat recristalizarea metadinamica nu poate avea loc. Deoarece fiecare set de precipitate este coalescent in pasul urmator si astfel devin neeficiente pentru prevenirea recristalizarii dinaimice si metadinamice, noi precipitate trebuie introduse dupa fiecare trecere pentru a prevenii acumularea de deformatii pentru atingerea maximului de deformatie pentru recristalizarea dinamica.