» » Рост зародышей (первичная рекристаллизация)
22.01.2015

Движущая сила для перемещения большеугловой границы зерен получается из энергетической разницы между деформированной и недеформированной структурой. Логично, что эта движущая сила р вычисляется из плотности дислокаций р1 в недеформированной и р2 в деформированной структуре. При средней линейной энергии UL дислокаций таким образом получается UL:
Рост зародышей (первичная рекристаллизация)

Для скорости роста зародышей рекристаллизации до взаимного соприкосновения, т.е. для полного уничтожения Деформированной структуры, весьма важной является подвижность границы зерна как функция температуры и степени де формации. Этот процесс, называемый первичной рекристаллизацией, состоит из образования и роста зародышей (кристаллов) и зависит в своем временном протекании от скорости образования центров β и скорости роста зародышей w. Доля. рекристаллизованной структуры, таким образом, получается при определенном предположении зависимой от времени t:
Рост зародышей (первичная рекристаллизация)

Уравнение (8.3.2), так называемое уравнение Джонсона-Меля, описывает временной ход для части рекристаллизованной структуры: за инкубационным временем следует ветвь неограниченного роста до увеличивающегося взаимного соприкосновения зерен, которое, наконец, изображает завершение первичной рекристаллизации. Деформированная структура после этого полностью поглощена. Устанавливаемая при этом величина зерна d, следовательно, зависит от отношения скорости роста w к скорости образования зародышей β, т.е. к числу исходных центров роста. Получается
Рост зародышей (первичная рекристаллизация)

Число зародышей, как было показано, существенно зависит от степени деформации или плотности дислокаций. Температурная зависимость как для скорости образования зародышей β, так и для скорости роста зародышей w следует соотношению Аррениуса для диффузионно управляемых процессов с энергиями активации Qв и Qw соответственно для образования и роста зародышей:
Рост зародышей (первичная рекристаллизация)

Соотношение скоростей образования и роста сравнительно независимо от температуры. Иначе обстоит дело с зависимостью от степени деформации. Здесь скорость образования зародыша β и тем самым число исходных центров образования новой структуры повышается быстрее, чем скорость роста w. Следовательно, отсюда после окончания первичной рекристаллизации образуется структура, величина зерна которой сильно зависит от степени деформации, но лишь сравнительно слабо от температуры рекристаллизации. Так, после превышения критической степени деформации величина зерна с возрастанием деформации быстро уменьшается (рис. 8.3.5). Образование крупных зерен вблизи критической степени деформации можно объяснить небольшим числом зародышей и небольшой скоростью образования зародышей. Значительно меньше зависит величина зерна от температуры. Она, однако, демонстрирует с возрастанием температуры тенденцию к возрастанию (рис. 8.3.6).
Наряду со степенью деформации и температурой необходимо принять во внимание еще некоторые другие влияния на величину зерна рекристаллизованной структуры. Высокая скорость нагревания до температуры рекристаллизации ведет к более мелкому зерну, чем меньшая скорость нагревания. Это понятно, так как при медленном нагревании в некоторых зонах благодаря процессам отдыха энергия, накопленная в решетке, уже настолько понижается, что ее там для образования зародышей больше не хватает.
Рост зародышей (первичная рекристаллизация)

При быстром нагревании может соответственно стать действенным большее число мест появления зародышей, чем при медленном. Исходная величина зерна очень значима для величины зерна после рекристаллизации, когда, как было показано, на границах зерен возникают вследствие накопления дислокаций высокие плотности дислокаций и, таким образом, имеются места зародышей для образования новых зерен. С более мелким исходным зерном связано этим самым повышенное число зародышей для рекристаллизации.
Действие выделений посторонних фаз и примесей на величину зерна значительно зависит от величины и степени дисперсии. Обе величины действуют дифференцированно, на скорость образования и на рост зародышей. Более сильное торможение образования зародышей по сравнению с их ростом ведет к более крупным зернам. Повышенное образование зародышей зерен при замедленном росте ведет соответственно К мелкому зерну.