Войти
Динамическая рекристаллизация (DRX) - это тип рекристаллов Процесс lization, встречающийся в областях металлургии и геологии. При динамической рекристаллизации, в отличие от статической рекристаллизации, зарождение и рост новых зерен происходит во время деформации, а не после нее как часть отдельной термообработки. Уменьшение размера зерна увеличивает риск зернограничного скольжения при повышенных температурах, а также снижает подвижность дислокаций в материале. Новые зерна менее деформированы, что снижает твердость материала. Динамическая рекристаллизация позволяет получить новые размеры и ориентацию зерен, что может предотвратить распространение трещин. Вместо деформации, вызывающей разрушение материала, деформация может инициировать рост нового зерна, поглощая атомы из соседних ранее существовавших зерен. После динамической рекристаллизации пластичность материала увеличивается.
На кривой напряжение-деформация начало динамической рекристаллизации можно определить по отчетливому пику напряжения течения в данные горячей обработки из-за размягчающего эффекта рекристаллизации. Однако не все материалы демонстрируют четко определенные пики при испытании в горячих условиях работы. Начало DRX также можно определить по точке перегиба на графиках зависимости скорости деформационного упрочнения от напряжения. Было показано, что этот метод можно использовать для установления наличия DRX, когда его нельзя однозначно определить по форме кривой потока.
Если колебания напряжения появляются до достижения установившегося состояния, то происходит несколько циклов рекристаллизации и роста зерен, и считается, что поведение напряжения имеет циклический или множественный пиковый тип. Конкретное поведение напряжения перед достижением установившегося состояния зависит от исходного размера зерна, температуры и скорости деформации..
DRX может проявляться в различных формах, включая:
Динамическая рекристаллизация зависит от скорости образования и движения дислокаций. Это также зависит от скорости восстановления (скорости, с которой дислокации аннигилируют). Взаимодействие между деформационным упрочнением и динамическим восстановлением определяет структуру зерна. Это также определяет восприимчивость зерен к различным типам динамической рекристаллизации. Независимо от механизма, чтобы произошла динамическая кристаллизация, материал должен испытать критическую деформацию. Конечный размер зерна увеличивается с увеличением напряжения. Чтобы получить очень мелкозернистую структуру, напряжения должны быть высокими.
Некоторые авторы использовали термин «постдинамический» или «метадинамический» для описания рекристаллизации, которая происходит во время фазы охлаждения процесса горячей обработки или между ними. последовательные пасы. Это подчеркивает тот факт, что рекристаллизация напрямую связана с рассматриваемым процессом, одновременно признавая отсутствие сопутствующей деформации.
Геометрическая динамическая рекристаллизация происходит в зернах с локальными зазубринами. Зерна удлиняются до тех пор, пока их толщина не упадет ниже порогового значения, ниже которого границы зубцов пересекаются, в результате чего более мелкие зерна отщипываются, становясь равноосными. Зубцы могут предшествовать нагрузкам, оказываемым на материал, или могут возникать в результате деформации материала.
Геометрическая динамическая рекристаллизация имеет 6 основных характеристик:
Прерывистая рекристаллизация является гетерогенной; есть четкие стадии зарождения и роста. Это обычное явление для материалов с низкой энергией дефекта упаковки. Затем происходит зарождение новых зерен без деформации, которые поглощают ранее существовавшие деформированные зерна. Это легче происходит на границах зерен, уменьшая размер зерна и тем самым увеличивая количество центров зародышеобразования. Это дополнительно увеличивает скорость прерывистой динамической рекристаллизации.
Прерывистая динамическая рекристаллизация имеет 5 основных характеристик:
Прерывистая динамическая рекристаллизация вызвана взаимодействием деформационного упрочнения и восстановления. Если аннигиляция дислокаций происходит медленно по сравнению со скоростью, с которой они генерируются, дислокации накапливаются. После достижения критической плотности дислокаций зарождение происходит на границах зерен. Миграция границ зерен, или перенос атомов из большого ранее существовавшего зерна в меньшее ядро, позволяет расти новым ядрам за счет уже существующих зерен. Зарождение может происходить из-за вздутия существующих границ зерен. Выпуклость образуется, если субзерна, примыкающие к границе зерен, имеют разные размеры, вызывая несоответствие энергии от двух субзерен. Если балдж достигает критического радиуса, он успешно переходит в устойчивое зародыш и продолжает свой рост. Это можно смоделировать с помощью теорий Кана, относящихся к зародышеобразованию и росту.
Прерывистая динамическая рекристаллизация обычно приводит к микроструктуре "ожерелья". Поскольку рост новых зерен энергетически выгоден по границам зерен, образование новых зерен и их выпучивание преимущественно происходит вдоль уже существующих границ зерен. Это генерирует слои новых, очень мелких зерен вдоль границы зерен, первоначально не затрагивая внутреннюю часть уже существующего зерна. По мере продолжения динамической рекристаллизации происходит поглощение нерекристаллизованной области. По мере продолжения деформации рекристаллизация не поддерживает когерентность между слоями новых зародышей, создавая случайную текстуру.
Непрерывная динамическая рекристаллизация является обычным явлением для материалов с высокими энергиями дефектов упаковки. Это происходит, когда формируются малоугловые границы зерен, которые превращаются в большеугловые, образуя в процессе новые зерна. Для непрерывной динамической рекристаллизации нет четкого различия между фазами зарождения и роста новых зерен.
Непрерывная динамическая рекристаллизация имеет 4 основные характеристики:
Существуют три основных механизма непрерывная динамическая рекристаллизация:
Во-первых, непрерывная динамическая рекристаллизация может происходить, когда малоугловые границы зерен собираются из дислокаций, сформированных внутри зерна. Когда материал подвергается постоянному напряжению, угол разориентации увеличивается до тех пор, пока не будет достигнут критический угол, создавая границу зерен под большим углом. Этой эволюции может способствовать закрепление границ субзерен.
Во-вторых, непрерывная динамическая рекристаллизация может происходить посредством рекристаллизации вращения субзерен ; субзерна вращаются, увеличивая угол разориентации. Когда угол разориентации превышает критический угол, бывшие субзерна квалифицируются как независимые зерна.
В-третьих, может происходить непрерывная динамическая рекристаллизация из-за деформации, вызванной полосами микросдвига. Субзерна собраны дислокациями внутри зерна, образованными в процессе деформационного упрочнения. Если внутри зерна образуются полосы микросдвига, создаваемое ими напряжение быстро увеличивает разориентацию малоугловых границ зерен, превращая их в границы зерен с большим углом. Однако влияние полос микросдвига локализовано, поэтому этот механизм предпочтительно воздействует на области, которые деформируются гетерогенно, такие как полосы микросдвига или области вблизи уже существующих границ зерен. По мере того, как рекристаллизация продолжается, она распространяется из этих зон, создавая однородную равноосную микроструктуру.
На основе метода, разработанного Поляком и Йонасом, было разработано несколько моделей, чтобы описывают критическую деформацию для начала DRX как функцию максимальной деформации кривой напряжения-деформации. Модели получены для систем с одним пиком, то есть для материалов со средними и низкими значениями энергии дефекта упаковки. Эти модели можно найти в следующих статьях:
Поведение DRX для систем с несколькими пиками (а также с одним пиком) можно смоделировать с учетом взаимодействие множества зерен при деформации. I. e. ансамблевая модель описывает переход между одно- и многопиковым поведением в зависимости от начального размера зерна. Он также может описывать влияние переходных изменений скорости деформации на форму кривой потока. Модель можно найти в следующей статье:
