因为通过细化晶粒,金属材料力学性得到了提高:细晶粒受到外力发生塑性变形可分散在更多的晶粒内进行,塑性变形较均匀,应力集中较小。
通常金属是由许多晶粒组成的多晶体,晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目来表示,数目越多,晶粒越细。实验表明,在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性。
这是因为细晶粒受到外力发生塑性变形可分散在更多的晶粒内进行,塑性变形较均匀,应力集中较小;此外,晶粒越细,晶界面积越大,晶界越曲折,越不利于裂纹的扩展。
扩展资料
细化晶粒的方法有以下四种:
1、增加过冷度:过冷度增加,形核率与长大速度都增加,但两者的增加速度不同,形核率的增长率大于长大速度的增长率。在一般金属结晶时的过冷范围内,过冷度越大,晶粒越细小。
2、变质处理:向金属液中添加少量活性物质,促进液体金属内部生核或改变晶体成长过程的一种方法,生产中常用的变质剂有形核变质剂和吸附变质剂。
3、振动与搅拌。
4、对于冷变形的金属可以通过控制变形度,退火温度来细化晶粒。
参考资料来源:百度百科-细晶强化
晶界面是位错运动的障碍,因而晶粒越细小,晶界越多,位错被阻滞的地方就越多,多晶体的强度就越高。
细化的晶粒在提高多晶体强度的同时,也使其塑性与韧性得以提高。因为晶粒越细,单位体积内晶粒越多,形变时同样的形变量可分散到更多的晶粒中,产生较均匀的形变而不会造成局部应力过度集中,引起裂纹的过早产生与发展。
晶粒越细小,晶界在多晶体中占得体积百分比越大,对错位运动产生的阻碍也越大,从而对材料起到强化左右;同时,当总的塑性变形量一定时,细化晶粒后可以使位错在更多的晶粒中产生运动,使塑形变形更均匀,因而不易产生应力集中,从而提高塑性韧性。
根据Hall2petch 公式:σs=σ0+Kd-1/2 式中,σs是材料的屈服强度,σ0是与材料有关的常数,K 是常数,d 是晶粒直径。可以看出,材料的屈服强度与晶粒尺寸倒数的平方根成正比。因此,晶粒细化既能提高材料的强度,又能提高材料塑性,同时也能显著提高其力学性能。细化晶粒是控制金属材料组织的最重要、最基本的方法,目前人们采用了许多办法细化金属的晶粒。
材料科学基础(金属学)的问题:细化晶粒为什么可以同时达到提高金属强度和韧性、塑性的目的?~
细化晶粒在材料冶炼过程中一般加入细化晶粒元素,如钛、铌等。
还有就是产品在热加工后得到粗大组织而细化晶粒,一般采用正火处理
通过添加合金元素可以细化;压力加工也可以;热处理的正、退、调质也可以细化晶粒。应根据实际情况从不同角度进行选择.
根据Hall2petch 公式:σs=σ0+Kd-1/2 式中,σs是材料的屈服强度,σ0是与材料有关的常数,K 是常数,d 是晶粒直径。可以看出,材料的屈服强度与晶粒尺寸倒数的平方根成正比。因此,晶粒细化既能提高材料的强度,又能提高材料塑性,同时也能显著提高其力学性能。细化晶粒是控制金属材料组织的最重要、最基本的方法,目前人们采用了许多办法细化金属的晶粒。
如果仅仅发生了晶粒的细化而没有发生强烈的塑性变形的话,材料的塑性随着晶粒的细化应该还是提高的。
细晶强化啊,这是一种很好的强化工艺。因为细晶粒晶界多阻碍位错运动,当然提高了强度,同时又能增强韧性.
晶界和晶内的塑性变形能力有很大的差异(竹节现象),细下的晶粒会减少二者间差异,因此均匀变形能力得到提高,这也是细晶提高塑性的一个原因。
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给你举个简单的例子:一支筷子很容易折断,十双筷子绑在一起就很难折断,而且绑的越紧越结实,越不容易折断;一堆土是很软的,很容易插入木条,而压实后就很结实,木条就插不进了。这些都说明:内部空隙小了,它们(土粒、筷子)之间的结合力增大了,整体的硬度就大大增强。细化晶粒可以提高金属的强度和硬度,也是这个道理。
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#柳季# 为何要细化晶粒? 因为一般地说,在室温下,细晶粒金属具有较高的强度和韧性. 细化晶粒的方法有哪些? 1、增加过冷度 2、变质处理 3、振动处理
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#柳季# 完全退火虽然使材料产生了重结晶,细化了晶粒,但消除了材料的内部应力,因此硬度降低.理论上说的细化晶粒提高材料的强度、硬度不是指这种状态,而是指材料的调制状态或使用状态,细晶粒钢的强度和硬度优于粗晶钢.
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#柳季# 常金属是由许多晶粒组成的多晶体,晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目来表示,数目越多,晶粒越细.实验表明,在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑性和韧性.这是因为细晶粒受到外力发生塑性变形可分散在更多的晶粒内进行,塑性变形叫均匀,应力集中较小;此外,晶粒越细,晶界面积越大,晶界越曲折,越不利于裂纹的扩展.故工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法成为细晶强化.
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#柳季# 答:1)生产中细化晶粒的常用方法有增加过冷度、变质处理、振动搅拌、热处理. 2)因为细晶粒的金属具有较高的强度和韧性,所以要细化晶粒.
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