Теория рекристаллизации
Большее практическое значение отжига в обработке металлов и значительный интерес физических явлений, которые происходят при этом в деформированном металле, вызвали многочисленные работы, в которых очень подробно исследованы процессы разупрочнения и рекристаллизации. Эти исследования позволили настолько глубоко осветить внутренние процессы при рекристаллизации, что удалось разработать довольно стройную теорию этого процесса. Вместе с тем в отношении упрочнения этого не удалось сделать еще и до сих пор.
Причиной рекристаллизации в настоящее время считают - в развитие представлений Гейна - внутренние напряжения, возникающие при искривлении кристаллической решетки вследствие скольжений одних участков решетки относительно других, или что то же самое, локализацию энергии в отдельных участках в кристаллической решетке. Вследствие тепловых колебаний атомов в наиболее сильно напряженных или наиболее энергонасыщенных участках решетки энергия время от времени внезапно освобождается, происходит сильное снятие напряжений в малых областях решетки. Чем больше степень деформации, тем сильнее и неравномернее накопленная энергия и тем раньше и чаще возникают вследствие этого зародыши с ненарушенной кристаллической решеткой. Эти зародыши могут сравнительно быстро присоединять соседние менее стабильные искаженные участки решетки. Эта способность снова уничтожается малыми остаточными деформациями.
Из развитых выше представлений следует, что ориентировка новых кристаллов должна быть идентичной с ориентировкой определенных участков решетки деформированного материала. Это заключение полностью удалось подтвердить Бургерсу при исследовании алюминиевых кристаллов. Пакеты скольжения в деформированных кристаллах местами очень сильно изогнуты относительно их средних положений, благодаря чему вызывается радиальное искажение интерференций (астеризм). В краевых зонах этих полис астеризма Бургерсу удалось установить интерференции зародышей. Этот результат позволил также объяснить часто наблюдаемое очень большое подобие между ориентировкой деформированного и рекристаллизованного материала.
В некотором противоречии с развитым здесь представлением находится точка зрения Таммана. который считает, что отстающим фактором для рекристаллизации и роста зерен являются примеси, всегда присутствующие в металлах и располагающиеся по границам зерен. Совершенно чистый металл должен был бы переходить при этом в монокристалл. Несомненно, что при росте зерен нерастворимые примеси играют весьма значительную роль. Для образования зародышей они благоприятны, в то время как растворенные примеси задерживают этот процесс.
Далеко не ясны причины упрочнения и разупрочнения. Разупрочнение наступает по большей части совместно с рекристаллизацией, что явствует из образования ненарушенной решетки. Причиной ранее обнадеживаемого разупрочнения могут быть лишь определенные разрыхленные участки деформированной и искривленной решетки. Они обнаруживаются в уменьшении плотности, в то время как рекристаллизация сопровождается возрастанием плотности
В деформированном металле существуют, вероятно, также весьма неравномерные отклонения некоторой части атомов от их положений в решетке. Это также доказывается определенным изменением интенсивности интерференций. Как, однако, они связаны с явлениями разупрочнения и рекристаллизации, до сих пор совершенно неясно.