材料科學基礎(金屬學)的問題 細化晶粒為什麼可以同時達到提高

2021-04-30 14:50:58 字數 2195 閱讀 3443

1樓:

細化晶粒在材料冶煉過程中一般加入細化晶粒元素,如鈦、鈮等。

還有就是產品在熱加工後得到粗大組織而細化晶粒,一般採用正火處理

通過新增合金元素可以細化;壓力加工也可以;熱處理的正、退、調質也可以細化晶粒。應根據實際情況從不同角度進行選擇.

根據hall2petch 公式:σs=σ0+kd-1/2 式中,σs是材料的屈服強度,σ0是與材料有關的常數,k 是常數,d 是晶粒直徑。可以看出,材料的屈服強度與晶粒尺寸倒數的平方根成正比。

因此,晶粒細化既能提高材料的強度,又能提高材料塑性,同時也能顯著提高其力學效能。細化晶粒是控制金屬材料組織的最重要、最基本的方法,目前人們採用了許多辦法細化金屬的晶粒。

如果僅僅發生了晶粒的細化而沒有發生強烈的塑性變形的話,材料的塑性隨著晶粒的細化應該還是提高的。

細晶強化啊,這是一種很好的強化工藝。因為細晶粒晶界多阻礙位錯運動,當然提高了強度,同時又能增強韌性.

晶界和晶內的塑性變形能力有很大的差異(竹節現象),細下的晶粒會減少二者間差異,因此均勻變形能力得到提高,這也是細晶提高塑性的乙個原因。

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2樓:匿名使用者

這是因為細晶粒受到外力發生塑性變形可分散在更多的晶粒內進行,塑性變形較均勻,應力集中較小;此外,晶粒越細,晶界面積越大,晶界越曲折,越不利於裂紋的擴充套件;所以,晶粒細化有利於塑性,韌性的提高。

至於強度為什麼提高就無須多講啦,位錯的塞積。。。。

細化晶粒為什麼能提高材料的強度又提高材料的塑性和韌性

3樓:科普小星球

因為通過細化晶粒,金屬材料力學性得到了提高:細晶粒受到外力發生塑性變形可分散在更多的晶粒內進行,塑性變形較均勻,應力集中較小。

通常金屬是由許多晶粒組成的多晶體,晶粒的大小可以用單位體積內晶粒的數目來表示,數目越多,晶粒越細。實驗表明,在常溫下的細晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強度、硬度、塑性和韌性。

這是因為細晶粒受到外力發生塑性變形可分散在更多的晶粒內進行,塑性變形較均勻,應力集中較小;此外,晶粒越細,晶界面積越大,晶界越曲折,越不利於裂紋的擴充套件。

擴充套件資料

細化晶粒的方法有以下四種:

1、增加過冷度:過冷度增加,形核率與長大速度都增加,但兩者的增加速度不同,形核率的增長率大於長大速度的增長率。在一般金屬結晶時的過冷範圍內,過冷度越大,晶粒越細小。

2、變質處理:向金屬液中新增少量活性物質,促進液體金屬內部生核或改變晶體成長過程的一種方法,生產中常用的變質劑有形核變質劑和吸附變質劑。

3、振動與攪拌。

4、對於冷變形的金屬可以通過控制變形度,退火溫度來細化晶粒。

4樓:匿名使用者

晶介面是位錯運動的障礙,因而晶粒越細小,晶界越多

,位錯被阻滯的地方就越多,多晶體的強度就越高。

細化的晶粒在提高多晶體強度的同時,也使其塑性與韌性得以提高。因為晶粒越細,單位體積內晶粒越多,形變時同樣的形變數可分散到更多的晶粒中,產生較均勻的形變而不會造成區域性應力過度集中,引起裂紋的過早產生與發展。

5樓:匿名使用者

晶粒越細小,晶界在多晶體中佔得體積百分比越大,對錯位運動產生的阻礙也越大,從而對材料起到強化左右;同時,當總的塑性變形量一定時,細化晶粒後可以使位錯在更多的晶粒中產生運動,使塑形變形更均勻,因而不易產生應力集中,從而提高塑性韌性。

6樓:匿名使用者

根據hall2petch 公式:σs=σ0+kd-1/2 式中,σs是材料的屈服強度,σ0是與材料有關的常數,k 是常數,d 是晶粒直徑。可以看出,材料的屈服強度與晶粒尺寸倒數的平方根成正比。

因此,晶粒細化既能提高材料的強度,又能提高材料塑性,同時也能顯著提高其力學效能。細化晶粒是控制金屬材料組織的最重要、最基本的方法,目前人們採用了許多辦法細化金屬的晶粒。

為什麼說金屬晶粒越細,不僅強度和硬度高,而且塑性韌性也越好?

7樓:甯強山裡人

你指的是金屬的內部組織結構,在熱處理或者是鍛造的過程中將馬氏體,奧氏體等晶體結構從新組合和排列!這樣自然就塑性韌性都提高了!就是將原來的一些間隙消除了,所以抗拉抗壓強度都增大了!

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