» » Особенности образования соединения и пластической деформации металлов при совместной прокатке
21.12.2014

Основной промышленный способ получения слоистых металлов - прокатка в горячем или в холодном состоянии. На рисунке показаны три стадии формирования биметалла СтЗ+Х18Н10Т в процессе горячей прокатки (заштрихованы контактирующие с валками зоны, в которых вследствие более интенсивного охлаждения размер и форма зерен отличаются от формы и размеров зерен основного металла):
1-я стадия - развитие механической связи между слоями, обжатие неровностей поверхностных слоев, частичное разрушение оксидных пленок, контактирование локальных участков ювенильных поверхностей, сопровождающееся появлением узлов схватывания;
2-я стадия - превращение узлов схватывания в мостики сцепления: уменьшается свободная энергия контактирующих поверхностей, появляются вблизи границы раздела зоны с повышенной концентрацией вакансий, дислокаций и других дефектов строения кристаллической решетки;
3-я стадия - превращение мостиков сцепления в межслойную границу в результате диффузионных процессов, вызванных воздействием температуры и усиленных появлением дефектов строения вблизи границы раздела слоев металла. При этом происходит измельчение и «рассасывание» частиц оксидных пленок (в результате рекристаллизации, перестраивающей поверхности контактирующих зерен).
Особенности образования соединения и пластической деформации металлов при совместной прокатке

Авторы предложенной схемы М.Г. Лозинский и А.И. Тананов отмечают, что все стадии образования соединения протекают за один проход при максимально возможном обжатии. При этом отдельные этапы развиваются непрерывно по мере продвижения данного участка соединения через очаг деформации.
C A. Голованенко предложил дополнить описанную выше схему формирования биметалла еще двумя стадиями;
4-я стадия - охлаждение - продолжаются изменения структуры и свойств соединения. Прочность соединения может повыситься или снизиться. Охлаждение металла сопровождается возникновением внутренних остаточных напряжений, которые могут привести к изгибу биметаллической полосы и даже появлению микротрещин;
5-я стадия - последующая термическая обработка - происходит перекристаллизация (в сплавах, претерпевающих фазовые превращения) или рекристаллизация и релаксация напряжений. В биметалле при термической обработке интенсивно протекают диффузионные процессы
При совместной холодной прокатке приконтактные слои, предварительно обработанные металлическими щетками и не имеющие запаса пластичности, симметрично разрушаются. Образующиеся трещины заполняются металлом с ювенильными поверхностями, которые, вступая в контакт, схватываются - дискретно, в областях интенсивного пластического течения металлов, где максимальна плотность вышедших на поверхность дислокаций. Дальнейшее повышение степени деформации ведет к увеличению числа и величины мостиков сцепления, которые объединяются и охватывают всю площадь контакта металлов. При холодной прокатке качество сцепления определяется степенью пластической деформации приконтактных слоев, которая необходима для разрушения оксидных пленок, получения ювенильных поверхностей с активными центрами и их сближения.