Изменения при деформации металлов
В результате различных изменений, которые происходят во время деформации (резка металла), создается нестабильное состояние кристаллической структуры металла. Нестабильность предполагает тенденцию к изменению, и деформация, таким образом, инициирует ряд изменений, которые при соответствующих условиях в конечном итоге приводят к замене исходных изменённых частей новой системой кристаллов, которые вырастают из них.
Некоторые аспекты этих изменений хорошо поняты, в то время как другие — нет, но рассмотрение их механизма может быть отложено на некоторое время, а внимание сосредоточено на их последствиях и условиях, при которых они происходят.
В целом изменения, которые следуют за искривлением, приводят к увеличению, за которым следует уменьшение сопротивления. Скорость, с которой они протекают, и величина их воздействия зависят от природы металла, величины и температуры деформации, а также от температуры, при которой металл впоследствии поддерживается. Эффекты этих изменений наиболее удобно наблюдать, когда металл искажается в таких условиях, при которых, во время искривления не происходит никаких изменений. В этом случае последующее повышение и снижение устойчивости к нему могут быть изучены отдельно.
Сомнительно, что такие условия когда-либо могут быть полностью реализованы, но они очень близко приближаются, когда железо или никель деформируются довольно быстро при атмосферной температуре. Когда вышеуказанные условия не соблюдаются, изменения, которые следуют за первыми стадиями, влияют на поведение металла на последующих стадиях и характер их влияния зависит от соотношения между скоростью изменения. Если скорости отрегулированы таким образом, что вступает в действие упрочняющий эффект, то результатом является увеличение сопротивления искажению, в то время как если начинает действовать смягчающий эффект, то результатом является снижение сопротивления.
Когда чугун или сталь изменяются довольно быстро при температуре, например, при растяжении или холодной обработке, последующие изменения не происходят в какой-либо заметной степени. Если металл удерживается при этой температуре, изменения протекают медленно и происходит увеличение сопротивления. При комнатной температуре они не достигают стадии, на которой начинается снижение сопротивления, так что железо и сталь после воздействия со временем становятся тверже. Это явление известно как механическое старение. Если металл нагревается после деформации, скорость изменений ускоряется, и то, что происходит при атмосферной температуре, может быть получено за считанные минуты путем нагрева.
Старение — неподходящий термин для обозначения изменений, происходящих в течение нескольких минут, но во избежание введения нового термина он будет использоваться обычно для обозначения той фазы изменений, следующих за изменением, в которой происходит увеличение твердости.
Если температура нагрева достаточно высока или время достаточно длительное, изменения, которые следуют за ним, достигают стадии, на которой металл начинает размягчаться. При определенных условиях это совпадает с началом перекристаллизации, т.е. заменой исходных кристаллов на новые. При других условиях — сначала наступает размягчение.
Тем не менее, обычно размягчение связывают с повторной кристаллизацией, за исключением случаев, когда необходимо их различать, повторная кристаллизация будет использоваться для обозначения той фазы изменений после деформации, в которой происходит снижение твердости.
