Lipniak Dominika	WIMiIP INŻYNIERIA MATERIAŁOWA ROK I	OCENA:	DATA:
GR. III Zespół 5	TEMAT: ZGNIOT I REKRYSTALIZACJA.		PROWADZĄCY: DR INŻ M. WITKOWSKA

1. Wstęp teoretyczny :

Zgniot

Zgniotem określa się zmiany, jakie zachodzą w strukturze i właściwościach metali pod wpływem odkształcenia plastycznego na zimno. Ziarna materiału ulegają rozdrobnieniu i wydłużeniu w kierunku odkształcenia; powstaje tzw. struktura włóknista, a materiał uzyskuje własności anizotropowe.

Rekrystalizacja

Rekrystalizacja prowadzi do drastycznej redukcji gęstości defektów, do powstania regularnych, dużych ziaren a także nowej, charakterystycznej tekstury krystalograficznej.

Istotą procesu jest pojawienie się zarodków nowych ziaren w obrębie odkształconej osnowy (materiału po odkształceniu). Zarodki te szybko rozrastają się, dając początek nowym ziarnom i pochłaniają otaczający je odkształcony materiał. Trzeba tu zauważyć, że nowe ziarna (po rekrystalizacji) posiadają tą samą strukturę krystalograficzną co stare (po odkształceniu), a więc rekrystalizacja nie jest przemianą fazową w takim sensie jak się ją definiuje w fizyce ciała stałego.

Zdrowienie

Etap przemian zachodzących w zakresie temperatur poniżej

temperatury rekrystalizacji i polega na zaniku defektów punktowych: wakancji i atomów międzywęzłowych. W wyniku tego następuje spadek naprężeń. Zanik defektów punktowych wywołuje odnowienie takich własności, jak oporność elektryczna i własności magnetyczne, oraz powoduje częściowe uwolnienie zmagazynowanej energii odkształcenia.

Temperatura rekrystalizacji

Umownie temperatura, w której dany metal poddany określonemu odkształceniu zrekrystalizuje się całkowicie w ciągu 1h. Temperaturą ta obniżają: wzrost stopnia odkształcenia i drobnoziarnista struktura, podwyższają zaś zanieczyszczenia metałl.

2. Cel ćwiczenia:

• Celem ćwiczenia jest ustalenie wpływu wielkości odkształcenia

na wielkość ziarna po rekrystalizacji.

3. Wykonanie ćwiczenia:

Do wykonania ćwiczenia używa się pięciu próbek aluminiowych

o długości l=120 [mm]. Na każdej z nich oznacza się początkową długość pomiarową l0=50 [mm]. Poszczególnym próbkom oznaczonym numerami od 1 do 5 nadaje się wydłużenie 2, 4, 7, 10

i 15%. Odkształcone próbki umieszcza się w piecu o temperaturze

ok. 500C na okres 30 minut. Następnie próbki należy ostudzić

na powietrzu i wytrawić odczynnikiem o składzie 9 części HCL,

3 części HNO, 2 części HF i 5 części H2O, w celu ujawnienia makrostruktury. Następnie określa się ilość ziaren na jednostkę powierzchni próbki i oblicza średnią powierzchnie ziaren.

Na podstawie uzyskanych wyników sporządza się wykres wielkości ziarna po rekrystalizacji w zależności od wielkości odkształcenia.

Z wykresu odczytuje się wielkość zgniotu krytycznego.

Dane przedstawia tabelka:

Numer próbki	Długość próbki l0 [mm]	Zadane odkształcenie  [%]	Obliczone wydłużenie l [mm]	Ilość ziaren w jednostce pomiarowej lz	Średnia powierzchnia ziarnaa [mm ]
1	50	2	1	3,5	28,6
2	50	4	2	10,25	9,75
3	50	7	3,5	28	3,6
4	50	10	5	60	1,67
5	50	15	7,5	95	1,02

Wydłużenie obliczamy ze wzoru:

l=(*l0)/100%

Średnią powierzchnie ziarna obliczamy ze wzoru:

a = powierzchnia/ liczba ziaren

4. Wnioski:

Przy małym stopniu zgniotu szybkość zarodkowania wynosi prawie zero. Po odkształceniu w tym zakresie nie powstaną praktycznie żadne zarodki nowych ziaren. Dopiero przy pewnym minimalnym odkształceniu zwanym zgniotem krytycznym, powstaje niewielka liczba zarodków, co przy znacznej już wtedy szybkości prowadzi do utworzenia gruboziarnistych struktur. Zatem na podstawie przeprowadzonego doświadczenia jesteśmy w stanie gołym okiem zobaczyć jak zmienia się ilość i wielkość ziaren w próbkach o różnym stopniu zgniotu. Otóż zwiększając odkształcenie(zgniot) wzrasta ilość nowych mniejszych ziaren po wyżarzaniu. Dla przykładu w próbce nr 2 o zgniocie 4% średnia wielkość ziarna wynosi 9,75 mm
, natomiast w próbce nr 4 ( odkształcenie 10%) średnia wielkość wynosi 1,67 mm
. Takie zabiegi technologiczne są bardzo ważne w obróbce metali i przeprowadza się je w celu polepszenia właściwości mechanicznych materiałów.

---