Значение кристаллографических процессов для горячего деформирования

Описанное в предыдущих параграфах различное поведение разных металлов находит некоторое объяснение в кристаллографических процессах при горячем деформировании. Проведенные с монокристаллами алюминия и магния опыты показали, что в деформации при более высоких температурах участвует значительно большее число плоскостей скольжения, чем при более низких температурах. Поэтому способность к деформации особенно сильно возрастает с повышением температуры у гексагональных металлов, которые трудно обрабатываются при низких температурах вследствие ограниченного числа возможных плоскостей скольжения. Установленная на основании опытов с монокристаллами магния температура подобного состояния около 225° очень хорошо согласуется с практическим опытом обработки магния и электрона.

Связанная с кристаллографическими процессами скольжения направленность кристаллов может устанавливаться также в горячедеформированном металле. Это установление текстуры имеет техническое значение по Шмидту, особенно для кованого электрона, который применяется преимущественно для пропеллеров самолетов. Магний и магниевые сплавы получают всегда такую текстуру, при которой предпочтительная плоскость скольжения, базис гексагональной решетки, следует почти параллельно плоскости листа, а в круглых телах - параллельно направлению вытяжки (направлению прессования).

Однако при холодной обработке так ориентированные кристаллы едва поддаются деформации в направлении вытяжки при производственных процессах, так как при таких условиях скольжение по базису оказывается кристаллографически невозможным. Напротив, пластическое деформирование вгорячую возможно благодаря появлению других возможностей скольжения. При холодной обработке, кроме того, предел текучести в направлении вытяжки получается значительно меньшим при растяжении, чем при сжатии. Это объясняется возможностью двойникования, при котором гексагональная призма магния становится несколько короче в направлении ее гексагональной оси и, следовательно, несколько длиннее в перпендикулярном направлении.

В направлении, перпендикулярном направлению вытяжки, предел текучести получается, наоборот, значительно меньшим при сжатии, чем при растяжении. Под углом в 45° направление нагрузки не имеет подобного влияния; однако значения предела текучести получаются особенно низкими, как этого и следует ожидать из кристаллографических соображений. Эта анизотропия, особенно нежелательная в кованом материале, может быть устранена, если производить ковку не все время в одном и том же направлении, но попеременно в противоположных направлениях (осадка на 10% после вытяжки на 30%). Механические свойства прессованных прутков получаются особенно благоприятными, если прессование производится при очень низких температурах (250° вместо 350°) и очень малых скоростях (0,6 ж/мин вместо нормальных 3-5 м/мин) или если пруток непосредственно после прессования закаливается в воде. Свойства листового материала также удается улучшить при применении допустимой еще нагартовки на 10% с последующим отпуском при 300°. При отжиге магний так же, по-видимому как и цинк, одновременно с ростом величины зерна.