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    金属材料的细晶强化原理及方法
    点击次数:153 发布时间:2019-07-14

     

    金属材料的细晶强化原理及方法

    1. 定义

    通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化,工业上通过细化晶粒以提高材料强度。

     

    2. 原理

    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。故工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法称为细晶强化。

     

    3. 效果

    晶粒越细小,位错集群中位错个数(n)越小,根据τ=nτ0,应力集中越小,所以材料的强度越高;

    细晶强化的强化规律,晶界越多,晶粒越细,根据霍尔-配奇关系式,晶粒的平均值(d)越小,材料的屈服强度就越高。

     

    4. 细化晶粒的方法

    增加过冷度;

    变质处理;

    振动与搅拌;

    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。

     

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