Решение: Изменение твердости меди после деформации и нагрева

Ниже представлены ответы на вопросы к графику (Рис. 1), оформленные для записи в тетрадь. 4. а) Описать и объяснить изменение твёрдости образца № 1 после деформации: На графике видно, что твёрдость образца № 1 интенсивно растет с увеличением степени деформации (с \(44 \text{ HB}\) до \(106 \text{ HB}\)). Это объясняется процессом наклепа (нагартовки) при холодной деформации. В ходе деформации в кристаллической решетке меди увеличивается плотность дислокаций и возникают внутренние напряжения, что затрудняет дальнейшее перемещение атомов и приводит к упрочнению металла. 4. б) Описать и объяснить изменение твёрдости образца № 1 после нагрева: После нагрева деформированного образца до \(600 \text{ °C}\) его твёрдость снижается до исходного уровня (\(44 \text{ HB}\)). Это происходит из-за процесса рекристаллизации. При нагреве выше определенной температуры тепловая энергия позволяет атомам перестраиваться, образуя новые равновесные зерна. В результате плотность дислокаций резко снижается, внутренние напряжения снимаются, и пластичность металла восстанавливается, а твёрдость падает. 5. Описать и объяснить изменение твёрдости образца № 2 после деформации: Твёрдость образца № 2 в процессе деформации практически не изменяется (остается в пределах \(44-48 \text{ HB}\)). Это объясняется тем, что деформация проводилась при температуре \(700 \text{ °C}\), которая выше температуры рекристаллизации меди. В таких условиях упрочнение (наклеп), возникающее в момент деформации, мгновенно устраняется идущей параллельно рекристаллизацией. Такой процесс называется горячей деформацией. 6. Определить \(T_r\) (температуру рекристаллизации) для технически чистой меди (в градусах Цельсия), используя формулу академика А.А. Бочвара: Для технически чистых металлов температура начала рекристаллизации \(T_r\) определяется по формуле: \[T_r \approx a \cdot T_{пл}\] где: \(a = 0,4\) — коэффициент для технически чистых металлов; \(T_{пл}\) — температура плавления металла в Кельвинах. Для меди (\(Cu\)): Температура плавления \(t_{пл} = 1083 \text{ °C}\). Переведем в Кельвины: \[T_{пл} = 1083 + 273 = 1356 \text{ К}\] Рассчитаем температуру рекристаллизации: \[T_r = 0,4 \cdot 1356 = 542,4 \text{ К}\] Переведем обратно в градусы Цельсия: \[t_r = 542,4 - 273 = 269,4 \text{ °C}\] Ответ: \(T_r \approx 270 \text{ °C}\).