Forum www.stalnierdzewna.com

Panie Doktorze,chciałbym się zapytać - dlaczego w starzeniu po zgniocie występuje wzrost granicy plastyczności i ponownie występuję pasmo Ludersa-Czernowa?

Szanowny Panie. Wystąpienie starzenia po zgniocie prowadzi do obniżenia plastyczności i ciągliwości stali a nie jak Pan sugeruje do ich podwyższenia. Zmiany własności materiału charakterystyczne dla starzenia po zgniocie zachodzą przede wszystkim wówczas, gdy w strukturze stali w wyniku odkształcenia występuje duża ilość dyslokacji. Źródłem atomów międzywęzłowych jest roztwór stały oraz metastabilne azotki i węgliki, których energia wiązań jest mniejsza od energii wiązań atomów węgla i azotu z dyslokacjami. Kinetyka procesu jest zdeterminowana strukturą materiału i zależy od gęstości dyslokacji, rodzaju wydzieleń oraz struktury dyslokacyjnej granic ziaren.

Odkształcenie plastyczne powoduje wzrost energii swobodnej układu. W procesie starzenia ulega ona obniżeniu w wyniku wzajemnego oddziaływania dyslokacji z atomem międzywęzłowym. Zbliżanie się atomu międzywęzłowego do dyslokacji powoduje obniżenie energii układu. Oddziaływanie atomu międzywęzłowego z dyslokacją może mieć charakter:
sprężysty (polega na wzajemnym oddziaływaniu pól naprężeń sprężystych pochodzących od dyslokacji i od atomów międzywęzłowych - efekt ten jest dominującym rodzajem oddziaływania), elektryczny (jest związany z przegrupowaniem wokół dyslokacji atomów przewodnictwa - efekt ten nie przekracza prawdopodobnie 10 [%] całkowitej energii oddziaływania) lub chemiczny (polega na powstawaniu tzw. atmosfer Suzuki - występuje w niewielkim stopniu.)

Proces starzenia można podzielić na etapy:
1. Uporządkowanie atomów międzywęzłowych w polu naprężeń dyslokacji zgodnie z mechanizmem Snoeka. Wymaga to dyfuzji na małe odległości (równe połowie parametru sieci), zachodzi więc szybko - przy temperaturze pokojowej. Ze względu na krótki czas trwania etap ten jest najmniej zbadany.
2. Tworzenie atmosfer Cottrella. Atomy międzywęzłowe dyfundują do dyslokacji i zajmują miejsca wokół dyslokacji, nie zawsze najbardziej korzystne energetycznie. Przy temperaturze pokojowej proces ten trwa 40 - 60 minut.
3. Atomy międzywęzłowe rozmieszczają się wokół dyslokacji w miejscach o minimalnej energii wiązań. Występuje segregacja. Podgrzanie stali do temperatury 250 - 300 [°C] likwiduje ten efekt. Proces ten nieznacznie zmienia własności mechaniczne.
4. Przy wyższej temperaturze i długich czasach może wystąpić proces przejścia metastabilnej segregacji w bardziej stabilne wydzielenia węglików lub azotków. Etap ten charakteryzuje się dużym umocnieniem i wzrostem kruchości.