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为什么要细化晶粒(细化晶粒可以提高材料强度的原因)

2023-09-21 01:35:56栏目:商业
TAG: 晶粒  转变

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本文目录

  1. 再结晶与重结晶(同素异构转变)主要区别是什么为什么两者都能细化晶粒
  2. 为什么细晶粒金属不仅强度高而且塑性韧性也好
  3. 细化晶粒可以提高材料强度的原因
  4. 为何细晶强化导致材料的韧性提高

再结晶与重结晶(同素异构转变)主要区别是什么为什么两者都能细化晶粒

金属的同素异构转变与液态金属的结晶过程有许多相似之处:

有一定的转变温度,转变时都有过冷现象;放出和吸收潜热;转变过程也是一个形核和晶核长大的过程。

但同素异构转变属于固态相变,所以具有其本身的特点,例如:

同素异构转变时,由于晶界处具有较高的能量,新晶格的晶核总是在原来晶粒的晶界处形核;另外固态时原子的迁移扩散较困难,所以转变时需要较大的过冷度;晶格的变化伴随着金属体积的变化,转变时会产生较大的内应力。

为什么细晶粒金属不仅强度高而且塑性韧性也好

1.细晶粒强化的原因:

钢晶粒细化后,晶界增多,而晶界上的原子排列不规则,杂质和缺陷多,能量较高,阻碍位错的通过,即阻碍塑性变形,也就实现了高强度。

2.塑性,韧性好的原因:

晶粒越细,在一定体积内的晶粒数目多,则在同样塑性变形量下,变形分散在更多的晶粒内进行,变形较均匀,且每个晶粒中塞积的位错少,因应力集中引起的开裂机会较少,有可能在断裂之前承受较大的变形量,既表现出较高的塑性。细晶粒金属中,裂纹不易萌生(应力集中少),也不宜传播(晶界曲折多),因而在断裂过程中吸收了更多能量,表现出较高的韧性。

细化晶粒可以提高材料强度的原因

晶界上原子排列紊乱,杂质富集,晶体缺陷的密度较大,且晶界两侧晶粒的位向也不同,所有这些因素都对位错滑移产生很大的阻碍作用,从而使强度升高。

晶粒越细小,晶界总面积就越大,强度就越高。

为何细晶强化导致材料的韧性提高

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。

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