HEFAJSTOS

Czym jest rekrystalizacja?

🔴 to proces polegający na przywróceniu odkształconemu metalowi poprawnej struktury krystalicznej, a także własności fizycznych i mechanicznych, jakimi się charakteryzował przed obróbką plastyczną.

Na jakie procesy możemy podzielić rekrystalizację?

👉 zarodkowanie - tworzenie się niewielkich obszarów o prawidłowej strukturze krystalicznej, zdolnych do ciągłego wzrostu kosztem odkształconej osnowy. Zarodkowanie zależy od różnych czynników którymi są m.in.: struktura materiału po odkształceniu, wielkość energii zmagazynowanej, temperatura wyżarzania rekrystalizującego. Zarodki tworzą się lokalnie w miejscach o podwyższonej energii tzn. na granicach ziarn, w miejscach przecięć bliźniaków odkształcenia, w pasmach ścinania, itp.

👉 wzrost ziaren - rozrost zarodków związany jest z migracją szeroko-kątowych granic ziarn, zwanych również frontami rekrystalizacji. Siłą pędną migracji frontów jest różnica energii zmagazynowanej podczas procesu odkształcenia w stosunku do energii materiału wyżarzonego. Wynika ona z różnicy gęstości dyslokacji w objętości zrekrystalizowanej i w osnowie odkształconej plastycznie. Na migrujących frontach rekrystalizacji występuje gwałtowne zmniejszenie gęstości dyslokacji. W momencie, kiedy nowe nieodkształcone ziarna zetkną się wzajemnie i odkształcona osnowa zostanie wyczerpana, rekrystalizacja pierwotna jest zakończona.

Jakie rodzaje rekrystalizacji rozróżniamy?

👉 Rekrystalizacja statyczna, gdzie obserwujemy zarodkowanie i wzrost nowych ziaren. Zachodzi po odkształceniu jako część oddzielnej obróbki cieplnej. W trakcie rekrystalizacji dochodzi do całkowitej przebudowy struktury ziaren polikryształu i ich granic. Gęstość dyslokacji zostaje zredukowana o cztery do sześciu rzędów wielkości i w konsekwencji wiele własności fizycznych materiału zostaje poważnie zmodyfikowanych (twardość, ciągliwość, opór elektryczny, struktura domen magnetycznych i inne). Podobnie jak zdrowienie, rekrystalizacja jest procesem aktywowanym termicznie. Trzeba też dodać, że oprócz czasu i temperatury nagrzewania kilka innych czynników określa skłonność materiału do rekrystalizacji. Wśród nich najważniejszy jest stopień odkształcenia, którego doznał materiał (mierzony np. stopniem zgniotu); poniżej pewnego jego minimum (zwykle w zakresie od 1% do 20 % zgniotu) rekrystalizacja nie zachodzi nawet w temperaturach bliskich temperaturze topnienia, chociaż możliwe jest zajście procesu zdrowienia.

👉 Rekrystalizacja dynamiczna to rodzaj procesu rekrystalizacji. Zarodkowanie i wzrost nowych ziaren zachodzi podczas odkształcania. Zmniejszenie wielkości ziaren zwiększa ryzyko przesuwania się granic ziaren w podwyższonych temperaturach, jednocześnie zmniejszając ruchliwość przemieszczania się w materiale. Nowe ziarna są mniej naprężone, co powoduje zmniejszenie twardnienia materiału. Dynamiczna rekrystalizacja umożliwia uzyskanie nowych rozmiarów i orientacji ziaren, co może zapobiec propagacji pęknięć. Zamiast naprężenia powodującego pękanie materiału, odkształcenie może zainicjować wzrost nowego ziarna, pochłaniając atomy z sąsiednich, istniejących wcześniej ziaren. Po dynamicznej rekrystalizacji plastyczność materiału wzrasta. Na krzywej naprężenie – odkształcenie początek dynamicznej rekrystalizacji można rozpoznać po wyraźnym piku naprężenia.