Введение

Динамическая рекристаллизация (DRX) — это тип процесса рекристаллизации, встречающийся в области металлургии и геологии. При динамической рекристаллизации, в отличие от статической рекристаллизации, нуклеация и рост новых зерен происходят во время деформации, а не после неё как часть отдельной термической обработки. Уменьшение размера зерна увеличивает риск скольжения по границам зерен при повышенных температурах, а также снижает подвижность дислокаций внутри материала. Новые зерна менее напряжены, что приводит к снижению упрочнения материала. Динамическая рекристаллизация позволяет формировать новые размеры и ориентацию зерен, что может предотвратить распространение трещин. Вместо того чтобы деформация вызывала разрушение материала, она может инициировать рост нового зерна, потребляя атомы из соседних уже существующих зерен. После динамической рекристаллизации повышается пластичность материала. На кривой «напряжение — деформация» начало динамической рекристаллизации можно определить по отчетливому пику напряжения текучести в данных по горячей обработке давлением, благодаря смягчающему эффекту рекристаллизации. Однако не все материалы демонстрируют четко выраженные пики при испытаниях в условиях горячей обработки. Начало DRX также можно обнаружить по точке перегиба на графиках скорости нагартовки от напряжения. Показано, что этот метод можно использовать для установления наличия DRX, когда это нельзя однозначно определить по форме кривой текучести. Если до достижения стационарного состояния появляются колебания напряжения, то происходит несколько циклов рекристаллизации и роста зерен, и поведение напряжения характеризуется как циклическое или многопиковое. Конкретное поведение напряжения до достижения стационарного состояния зависит от исходного размера зерна, температуры и скорости деформации. DRX может происходить в различных формах, включая:
геометрическую динамическую рекристаллизацию,
прерывистую динамическую рекристаллизацию,
непрерывную динамическую рекристаллизацию.

Динамическая рекристаллизация зависит от скорости образования и движения дислокаций, а также от скорости восстановления (скорости, с которой дислокации аннигилируют). Взаимодействие между упрочнением и динамическим восстановлением определяет структуру зерен и их восприимчивость к различным типам динамической рекристаллизации. Некоторые авторы используют термины «постдинамическая» или «метадинамическая» для описания рекристаллизации, происходящей во время фазы охлаждения процесса горячей обработки давлением или между последовательными проходами. Это подчеркивает прямую связь рекристаллизации с рассматриваемым процессом, при этом признается отсутствие одновременной деформации.

Геометрическая динамическая рекристаллизация (GDRX)

Геометрическая динамическая рекристаллизация происходит в зернах с локальными неровностями. При деформации зерна, подвергающиеся ГДР, удлиняются до тех пор, пока их толщина не опустится ниже порогового значения (при котором границы неровностей пересекаются и отщепляются мелкие зерна, формируя равноосные зерна). Геометрическая динамическая рекристаллизация характеризуется 6 основными признаками: более сложные модели учитывают сложную начальную геометрию зерна, локальные напряжения на границах зерна и температуру горячей деформации. В заключение, рекристаллизация может ускоряться по мере сдвига и растяжения зерна, что приводит к увеличению угла между границами подзерна и превращению их в границы зерна. Пораженные зерна становятся тоньше и длиннее, что облегчает их деформацию.

Непрерывная динамическая рекристаллизация

Непрерывная рекристаллизация является гетерогенной и включает в себя отчетливые стадии зародышеобразования и роста. Она часто наблюдается в материалах с низкой энергией межплоскостного сдвига. Зародышеобразование приводит к образованию новых зерен, свободных от внутренних напряжений, которые поглощают предварительно деформированные зерна. Этот процесс облегчается на границах зерен, что приводит к уменьшению размера зерен и увеличению числа центров зародышеобразования. Это, в свою очередь, повышает скорость прерывистой динамической рекристаллизации.