3.2 Влияние холодной пластической деформации

на структуру и свойства металла

Холодная пластическая деформация поликристаллического металла приводит к значительному изменению его структуры и свойств. Деформация начинается в наиболее благоприятно ориентированных кристаллах, а дальше распространяется и на остальные. Зерна меняют свою форму и ориентировку в пространстве. Они деформируются, вытягиваясь в направлении течения металла, образуя волокнистую структуру. Происходит разворот беспорядочно ориентированных зерен определенными кристаллографическими направлениями вдоль направления деформации (рис. 3.3). Такая преимущественная ориентировка называется текстурой. Чем выше степень деформации, тем совершеннее текстура, т.е. тем больше зерен переориентируется и направление ориентировки строже соответствует направлению деформации.

а – до деформации; б – после деформации

Рисунок 3.3 - Изменения формы зерна после пластической деформации

Образование текстуры способствует появлению анизотропии в поликристаллических материалах. Увеличение степени деформации приводит также к возрастанию числа дислокаций и точечных дефектов кристаллической решетки, а также линий сдвига Так количество дислокаций возрастает от =10⁶ - 10⁸ см^-2 до 10¹⁰ - 10¹² см^-2. При этом дислокаций становится настолько много, что их скольжение происходит в других плоскостях, пересекающихся друг с другом. Происходит упругое взаимодействие пересекающихся дислокаций – для их дальнейшего перемещения необходимы большие усилия. В результате повышается сопротивление пластической деформации, возрастают прочность и твердость, но уменьшаются пластичность и вязкость. Упрочнение металлов и сплавов пластическим деформированием называется наклепом.

На рис.3.4 приведена схема зависимости прочности металлов от числа дислокаций, из которой видно, что есть два пути повышения прочности:

• снижение числа дислокаций, что реализовано при получении нитевидных почти бездефектных металлических монокристаллов, так называемых «усов»;

• повышение количества дислокаций, что реализуется гораздо проще путем пластической деформации или упрочняющей термической обработки