Типичные признаки различных структур

Литые структуры. В подавляющем большинстве случаев в литой структуре должны просматриваться дендриты (зерна древовидной формы). На рисунке 4 показана структура литой бронзы. Дендриты оканчиваются острыми кромками, на которых концентрируются высокие внутренние напряжения. Поэтому любая литая структура характеризуется пониженной пластичностью и ударной вязкостью.

Отожженные структуры. Это структуры, образующиеся в результате термической обработки, называемой отжигом. Характерный признак этих структур в том, что они, чаще всего, имеют крупные, полигональные, хаотически расположенные зерна (рисунок 5).

Рисунок 4 – Микроструктура литой бронзы

Такие структуры характеризуются пониженной твердостью, но повышенной пластичностью. Свойства этих структур зависят от величины зерна. Чем крупнее зерно, тем ниже пластичность.

Рисунок 5 – Микроструктура материала после отжига	Рисунок 6 – Микроструктура материала после горячей штамповки

Горячедеформированные структуры. Они образуются в процессе любой горячей пластической деформации и имеют много общего с отожженными структурами. Различие состоит в том, что зерна горячедеформированных структур значительно мельче, чем отожженных (рисунок 6). Горячедеформированные структуры уступают по пластичности отожженным, но имеют несколько большую твердость и лучшую обрабатываемость резанием.

Холоднодеформированные структуры. Эти структуры образуются в результате холодной пластической деформации. Их характерный отличительный признак – наличие сплющенных, вытянутых в одном направлении зерен (рисунок 7). Упорядоченное расположение зерен приводит к тому, что все эти структуры проявляют свойства анизотропии. Прочность материала вдоль вытянутых зерен мала, а поперек – весьма велика. Поэтому при проектировании детали необходимо учитывать это явление, и деталь следует изготавливать таким образом, чтобы в процессе ее эксплуатации, максимальные нагрузки приходились бы поперек вытянутых зерен.

Перегретые структуры. Они возникают в результате нарушения теплового режима обработки материала, в сторону его чрезмерного завышения. У таких структур три характерных отличительных признака:

1) зерна очень крупные; даже при слабых увеличениях микроскопа, чаще всего, ни одно зерно не попадает целиком в поле зрения;

2) в составе крупных зерен имеются менее крупные зерна;

3) в составе мелких зерен находятся упорядоченно расположенные пластины (рисунок 8).

Рисунок 7 – Микроструктура материала после холодной прокатки	Рисунок 8 – Микроструктура материала после обработки с перегревом

Из-за того, что в основе таких структур находятся очень крупные зерна, эти структуры характеризуются высокой хрупкостью, низкой пластичностью и ударной вязкостью. Эти свойства усиливаются еще и тем, что разрушение материала здесь происходит не только по границам самых крупных зерен, но и через само зерно. Учитывая низкие прочностные свойства, перегретые структуры являются дефектными. Однако дефект этот можно исправить или, используя отжиг, или нормализацию.

Закаленные структуры. Такие структуры образуются в результате термической обработки, называемой закалкой. Их характерный отличительный признак в том, что в поле зрения наблюдаются мелкие, темные, хаотически расположенные иглы (рисунок 9). Поскольку каждая игла заканчивается острой кромкой, и таких игл в структуре много, поэтому все закаленные структуры являются очень напряженными и очень хрупкими. Такие структуры ни где, ни когда и ни при каких обстоятельствах использовать нельзя. Но этот дефект можно устранить, проводя сразу же после закалки еще один вид термической обработки, называемый отпуском.