Деформационное старение

Деформацио́нное старе́ние — вид искусственного старения, происходящего после или в процессе пластической деформации за счёт взаимодействия примесных атомов с возникающими при этой деформации дефектами кристаллической решётки^[1].

Деформационное (механическое) старение имеет наибольшее практическое значение (по сравнению с термическим старением), в отличие от которого этот процесс может происходить при низком содержании примесных атомов в твёрдом растворе и практически для всего диапазона углеродистых сталей^[2].

Такое старение протекает, как правило, после холодной пластической деформации при температурах ниже температуры рекристаллизации. Его продолжительность может составлять от 15—16 суток (при 20 °С) до нескольких минут (при 200—350 °С). В ходе этого процесса термообработки упрочнение стали повышается, но несколько снижается её пластичность. Существует динамическое деформационное старение металла — процесс, протекающий непосредственно в ходе пластической деформации при температурах ниже температур рекристаллизации; такую «тёплую деформацию» используют для дополнительного упрочнения, например пружинной проволоки и ленты^[2].

Деформационное старение, как и термическое, повышает прочность и твёрдость металла, но одновременно значительно снижает его ударную вязкость и увеличивает порог хладноломкости. При этом основное упрочнение, по всей видимости, обусловлено не выделением избыточных фаз, а взаимодействием примесей (атомов углерода и азота) со скоплениями дислокаций, что затрудняет движение этих дислокаций. При нагреве деформированной стали возможно также образование частиц метастабильной карбонитридной фазы железа или стабильного нитрида железа^[3][4].

Процесс деформационного старения может резко ухудшить штампуемость листовой стали, поэтому многие углеродистые стали в обязательном порядке предварительно подвергают испытаниям на склонность их к деформационному старению^[3][5].

Для ряда сталей применяется также термодеформационное старение, то есть одновременное протекание как термического, так и деформационного старения^[3].