细晶强化
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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。
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。
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。
霍尔-配奇关系式:
σy代表了材料的屈服极限,是材料发生0.2%变形时的屈服应力σ0.2通常可以用显微硬度Hv来表示
σ0表示移动单个位错时产生的晶格摩擦阻力
Ky一个常数与材料的种类性质以及晶粒尺寸有关
d平均晶粒直径
细化晶粒的方法:
1,控制过冷度
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。
2. 动态晶粒细化
动态晶粒细化就是对凝固的金属进行振动和搅动。一方面依靠从外面输入能量促使晶核提前形成,另一方面使成长中的枝晶破碎,增加晶核数目。
3.变质处理
4其他