Rekrystalizacja metalu
Rekrystalizacja metalu to proces, który przywraca odkształconemu metalowi pierwotną strukturę krystaliczną oraz jego właściwości fizyczne i mechaniczne sprzed obróbki plastycznej. To przemiana nieciągła, która wymaga określonego frontu przemiany, na którym zachodzą związane z procesem zmiany. Rekrystalizacja polega na usuwaniu nadmiaru energii wprowadzonej do kryształu przez odkształcenie plastyczne, a jest bardziej efektywna niż zdrowienie.
Podstawowe etapy rekrystalizacji
Proces rekrystalizacji dzieli się na dwa główne etapy:
- Zarodkowanie: Tworzenie obszarów wolnych od odkształceń, które mogą przekształcać odkształconą osnowę w materiał o poprawnej strukturze. Wyróżnia się dwa mechanizmy zarodkowania:
- Indukowane odkształceniem migracja granicy
- Koalescencja podziarn
- Wzrost ziaren: Proces, w którym powstałe zarodki rosną kosztem odkształconego materiału.
Rekrystalizacja pierwotna
Rekrystalizacja pierwotna polega na tworzeniu nowych ziaren oraz ich dalszym wzroście. Etap zarodkowania jest kluczowy i zależy od struktury materiału, energii zmagazynowanej oraz temperatury wyżarzania. Zarodki pojawiają się w miejscach o podwyższonej energii, a ich wzrost związany jest z ruchem granic ziaren. Proces kończy się, gdy nowe ziarna zetkną się ze sobą, a osnowa zostanie wyczerpana, co skutkuje uzyskaniem drobnoziarnistej struktury wolnej od naprężeń.
Rekrystalizacja ma na celu zlikwidowanie skutków umocnienia odkształceniowego, co prowadzi do zmniejszenia gęstości defektów w strukturze krystalicznej. Choć wytrzymałość materiału może ulec pogorszeniu, jego właściwości plastyczne ulegają poprawie.
W przypadku przeróbki plastycznej „na gorąco” rekrystalizacja zachodzi natychmiast po odkształceniu (rekrystalizacja dynamiczna). Właściwości materiału zależą od tego, który proces jest szybszy. Jeśli dominuje rekrystalizacja, nie występuje makroskopowe umocnienie. Jednak przy wysokiej szybkości odkształcenia w niskiej temperaturze może dojść do umocnienia materiału. Zbyt wysoka temperatura podczas przeróbki może prowadzić do nadmiernego wzrostu ziaren, co negatywnie wpływa na właściwości wytrzymałościowe materiału.
