Исследование рекристаллизации молибдена
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
µкстура оказывает существенное влияние на рекристаллизацию. В деформированных металлах разные текстурные компоненты имеют различную , что может привести при отжиге к частичной рекристаллизации. Возникающие после рекристаллизации текстуры отжига могут соответствовать текстуре деформации либо существенно отличаться от нее. Возможно также исчезновение текстуры, т.е. переход к случайному распределению ориентировок.
Рекристаллизация может происходить непосредственно в процессе горячей пластической деформации - это так называемая динамическая рекристаллизация. В данном случае устанавливается равновесие между процессами деформационного упрочнения и разупрочнения, и размер зерна определяется температурой и скоростью деформации. Поэтому динамическая рекристаллизация может использоваться для получения чрезвычайно мелкозернистого металла с низким уровнем разнозернистости.
2.2 Особенности рекристаллизации молибдена
МОЛИБДЕН, Мо - химический элемент VI группы периодической системы элементов; атомный номер 42, атомная масса 95,94. Природный Мо состоит из 7 стабильных изотопов. Известны 10 радиоактивных изотопов. Энергии последовательной ионизации 7,10; 6,15; 27,13; 40,53; 55,6, 71,7 эВ. Атомный радиус 0,136 нм. Ковалентный радиус 0,130 нм. Степень окисления +2, +3, +4, +5, +6. Электроотрицательность 1,3. Полиморфных превращений у молибдена не наблюдается; кристаллизуется он в кубической объемноцентрированной кристаллической решетке.
Процесс рекристаллизации молибдена и его влияние на механические свойства исследованы достаточно подробно [6]. Поскольку молибден изоморфен при всех температурах, его микроструктура определяется исключительно характером предшествующей обработки. В исследовании был использован молибден, полученный методом порошковой металлургии, и литой, раскисленный углеродом при дуговой плавке. Из литого молибдена изготавливали полосы квадрат 32 мм горячей ковкой с последующим отжигом в течение 3 часов при 1650С для получения полностью рекристаллизованной первичной структуры, содержащей 10 зерен на 1 мм2. Отожженные заготовки вновь нагревали до 1000С и прокатывали в профилированных валках с несколькими промежуточными отжигами. В результате были получены образцы с различными степенями обжатия: 17, 33, 59 и 89%. Исследование образцов, взятых на различных стадиях процесса прокатки, показало отсутствие рекристаллизации во время прокатки.
Образцы, вырезанные из полученных заготовок, подвергались нагреву в атмосфере сухого очищенного водорода при температурах между 1000С и 1750С в течение различного времени.
Процесс рекристаллизации протекал одинаково независимо от сорта молибдена. Данные, полученные для литого молибдена и представленные на рис.2.1, показывают связь между временем, температурой и величиной деформации в начальной и конечной стадиях рекристаллизации. Как и для других металлов, температура рекристаллизации молибдена зависит от времени выдержки и степени обжатия.
Рис.2.1 Рекристаллизация молибдена после прокатки (степень обжатия в % указана около кривых; сплошные линии - начало, пунктирные линии - окончание рекристаллизации.
Температура и время в той области диаграммы, которая расположена ниже и левее кривых начала рекристаллизации, определяют границу холодной обработки молибдена. Если молибден подвергается прокатке, ковке, деформации в обжимных машинах или другому виду обработки давлением при температуре, времени и степени обжатия, не превышающих соответствующих величин, которые определяются положением кривых начала рекристаллизации, то получается структура, состоящая из вытянутых зерен, свойственная нагартованному состоянию. Аналогично условия для проведения горячей обработки определяются значениями времени и температуры в области, расположенной выше и правее рекристаллизационных кривых.
При исследовании влияния времени на размер зерна после рекристаллизации обнаружена заметная разница в росте зерен для литого и спеченного молибдена. Для этих опытов образцы, вырезанные из металла каждого сорта, подвергались отжигу в течение 0,5 часа при 1400С. Такая обработка приводит к образованию исходной, рекристаллизованной структуры, содержащей 2000 зерен на 1 мм2. После этого образцы подвергали отжигу при температурах 1525, 1700 и 1800С с различной выдержкой от 2 до 10 000 мин. Полученные результаты представлены на рис.2.2 Спеченный молибден обладает устойчивой величиной зерна при нагреве по крайней мере до 1700С, лишь при 1800С наблюдается слабый рост зерен. Нормальный рост зерна в литом молибдене имеет место при всех трех температурах; однако, спустя 100 мин. при 1525С или 10 мин. при 1700 или 1800С образуется очень грубая структура с зернами неправильной формы. Такой характер роста зерен называется вторичной рекристаллизацией.
Найденное различие в характере роста зерен можно связать с содержанием кислорода и углерода в исследованных сортах молибдена. Очевидно, в спеченном молибдене наличие окислов затрудняет рост зерен. Укрупнение зерна в литом молибдене сопровождается исчезновением крупных частиц карбида молибдена, присутствовавших в исходных образцах.
Рис.2.2 Изотермический рост зерна молибдена [7].
Механические свойства литого и спеченного молибдена при комнатной температуре после различных стадий процесса обработки приведены в таблице 2.1.
В исходном состоянии молибден обоих сортов является хрупким. Улучше