Teadmised

I. Ümberkristalliseerumise kontseptsiooni selgitus

1. Ümberkristalliseerimine viitab tahkete metallide ja sulamite kristalliseerumisprotsessile ilma faasimuundumiseta. See on protsess, mille käigus pehmendatakse töötlemiskõvenemise läbinud metalle või sulameid ilma faasimuundumiseta.

2. Pärast metalli ekstrusioonil tekkivat külmdeformatsiooni ja seejärel teatud temperatuurini kuumutamist tekivad deformeerunud struktuuris uued moonutamata terad, mille omadused muutuvad oluliselt, naastes täielikult pehmenenud olekusse. Seda protsessi nimetatakse rekristalliseerumiseks. See tähendab, et rekristalliseerumine on erinevate kristallituumade moodustumise ja kasvu protsess.

3. Esimene protsess, mis rekristalliseerumise ajal toimub, on taastumisprotsess. Selles etapis läbivad aatomid lühiajalise piiratud difusiooni ja migratsiooni ning liiguvad ainult punktdefektid ja dislokatsioonid. Nende migratsioon ja ühinemine aitavad kõrvaldada külmdeformatsiooni tekitatud sisepingeid. Külmdeformatsiooni omadused säilivad aga endiselt ning muutuvad vaid mõned alamstruktuurid ja füüsikalised omadused, kusjuures osa külmdeformatsiooni käigus salvestunud energiast vabaneb.

4. Taastuslõõmutamist võib nimetada ka pingete leevendamiseks.

5. Pärast taastumisprotsessi, kui metalli kuumutatakse kõrgema temperatuurini, suureneb aatomite difusiooni- ja migratsioonivõime ning moodustuvad uued terad (nagu on näidatud joonisel 3) ja kasvavad pehmeteks võrdtelgelisteks teradeks, mille sisemine pinge vabaneb täielikult. Seda etappi nimetatakse ümberkristalliseerumiseks.

6. Pärast rekristalliseerumise lõppu peaksid normaalsed terad olema ühtlased ja pidevad. Mõnel juhul on terade kasv aga vaid mõne tera järsk ja kiire jämenemine, mille tulemuseks on terade suuruse erinevuse suurenemine (ebaühtlane tera suurus). See terade ebaühtlane kasv sarnaneb rekristalliseerumise kordumisega ühtlaselt peentes, võrdse suurusega terades pärast rekristalliseerumist, mida nimetatakse sekundaarseks rekristalliseerumiseks. Sekundaarse rekristalliseerumise teel moodustunud jämedateralised materjalid ei ole turul üldiselt aktsepteeritud. Seetõttu on tehasetehnikute jaoks võtmeküsimus, kuidas sekundaarset rekristalliseerumist kontrollida.

7. Primaarse rekristalliseerumise liikumapanev jõud on deformatsiooni tõttu salvestatud energia vähenemine, sekundaarse rekristalliseerumise liikumapanev jõud aga faasidevahelise energia vähenemine.

 

II. Alumiiniumisulamite kuumtöötlus ja tera struktuur

1. Kui alumiiniumisulamite töötlemistemperatuur on üle 350 ° C, nimetatakse seda kuumtöötlemiseks. Kuumtöötlemiseks nimetatakse samaaegset deformatsiooni ja kõrgel temperatuuril lõõmutamise mõju.

2. Töötlemistemperatuur, töötlemiskogus (näiteks ekstrusioonisuhe, valtsimissuhe või sepistamissuhe), töötlemiskiirus, homogeniseerimisseisund ning sulami elemendid või sulamitüübid mõjutavad kõik ümberkristalliseerumise käitumist.

3. Mida suurem on töötlemiskogus, seda madalam on rekristalliseerumistemperatuur ja seda väiksemad on rekristalliseerunud terad. Kui töötlemiskogus on liiga väike, ei pruugi rekristalliseerumine kõrge rekristalliseerumistemperatuuri tõttu lõppeda, mille tulemuseks on kiuline struktuur või piklike rekristalliseerunud terade ja kiudude segastruktuur.

4. Segatud rekristalliseerumist ja kiulisi terastruktuure, mis ei ole täielikult rekristalliseerunud, leidub tavaliselt suure tugevusega sulamites, näiteks 7000 ja 2000 seeria sulamites.

5. Kui kuumtöötlemise temperatuur on väga kõrge, siis akumuleerunud deformatsioonienergia või dislokatsioonide hulk töötlemise ajal muutub väga väikeseks ja kiudstruktuuriga materjali rekristalliseerumistemperatuur pärast kõrgtemperatuurilist töötlemist tõuseb. Kõrge tugevusega sulamite, näiteks 2000 ja 7000 seeria sulamite puhul, kui töötlemistemperatuur ületab 400 ° C, muutub rekristalliseerumine järgneva lahuse töötlemise ajal väga keeruliseks.

6. Valatud valuplokkide kuumtöötlemise rekristalliseerumiskäitumine on sarnane külmtöötlemise + lõõmutuskuumtöötluse omaga, kuid on ka mõningaid erinevusi. Kuumtöötlemise rekristalliseerumisprotsessi käigus on akumuleerunud pinge juba väga väike, mistõttu mõnda kõrglegeeritud materjali ei saa pärast kuumtöötlemist täielikult rekristalliseeruda.