影响晶粒正常长大的因素(精选)
影响晶粒正常长大的因素
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图7-38为铝在400º C挤 压形成的动态回复亚晶。 在动态回复过程中，变 形晶粒不再发生再结晶， 因此仍为纤维状，热变 形后快冷，可保留伸长 晶粒和等轴亚晶组织。 若高温长时间停留，则可发生静态再结晶。
• 动态回复组织比再结晶组织的强度高。因 此建筑用铝镁合金型材都采用热成型工艺 而不用冷压成型后再回火工艺。 • 在层错能较高的金属如铝合金、纯铁、铁 素体钢等进行热加工时，由于位错交滑移 和攀移等原因，容易发生动态回复。
• 7.4.3 再结晶退火极其组织控制 • 7.4.3.1 再结晶退火：再结晶可消除冷变形 金属的加工硬化效果及内应力，因此被用 作冷变形加工的中间工序，软化冷变形金 属或细化晶粒，改善显微组织。 • 7.4.3.2 再结晶组织：再结晶退火过程中， 回复、再结晶及晶粒长大往往是交错、重 叠进行，综合作用的结果有时会产生退火 孪晶和再结晶织构。
• 7.5 金属的热变形 • 金属在再结晶温度以上的加工变形称为热变形。 其实质是变形中加工硬化与动态软化同时进行， 两者作用相抵消，不显示硬化效果。 • 动态软化包括动态回复和动态再结晶两种方式。 热变形停止后，高温下还会发生静态回复和静态 再结晶。 • 热变形没有强化作用，塑性变形量很大，还可以 改善铸锭组织，消除气孔、偏析、粗大晶粒等等。 但也会因高温氧化导致表面粗糙，因热涨冷缩而 不易控制加工精度。
奥氏体晶粒长大及其控制
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起始晶粒度:珠光体刚刚转变成奥氏体 的晶粒大小。 实际晶粒度:热处理后所获得的奥氏体 晶粒的大小。 本质晶粒度:度量钢本身晶粒在930℃ 以下,随温度升高,晶粒长 大的程度。
加热速度愈大，过热度就愈大，即奥氏体实际形成温度就愈高，奥氏体的形核率与长大速度之比值I/G增大（表9.1），所以快速加热时可以获得细小的奥氏体起始晶粒。而且，加热速度愈快，奥氏体起始晶粒就愈细小。
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表9.1 奥氏体的形核率I、长大速度G 与温度的关系
转变温度 （℃）
形核率I （1/mm3·s）
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（2）晶界推移阻力
图9.12 晶界移动时与第二相粒子的交互作用示意图
1
2
*
在第二相粒子附近的晶界发生弯曲，导致晶界面积增大，界面能升高。弥散析出的第二相粒子愈细小，粒子附近晶界的弯曲曲率就愈大，晶界面积的增大就愈多，因此界面能的增大也就愈多。这个使系统自由能增加的过程是不可能自发进行的。所以，沉淀析出的第二相粒子的存在是晶界推移的阻力。
9.1.4 奥氏体晶粒长大 及其控制
1．奥氏体晶粒度 2．奥氏体晶粒长大原理 3．影响奥氏体晶粒长大的因素
奥氏体化的目的是获得成分均匀和一定晶粒大小的奥氏体组织。多数情况下希望获得细小的奥氏体晶粒，有时也需要得到较大的奥氏体晶粒。因此，为获得所期望的奥氏体晶粒尺度，必须了解奥氏体晶粒的长大规律，掌握控制奥氏体晶粒度的方法。
*
（4）合金元素的影响
钢中加入适量形成难溶化合物的合金元素如Nb、Ti、Zr、V、Al、Ta等，将强烈地阻碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒粗化温度显著升高。上述合金元素在钢中形成熔点高、稳定性强、不易聚集长大的NbC、NbN、Nb(C,N)、TiC等化合物，它们弥散分布于奥氏体基体中，阻碍晶粒长大，从而保持细小的奥氏体晶粒。
影响晶粒正常长大的因素课件
材料组织设计的新思路和新方法的发展
材料组织设计新思路
研究晶粒长大现象，可以发现新的组织设计思路和方法，以获得更加优异的材 料性能。例如，通过控制晶粒形状、大小和分布，可以设计出具有更高强度和 韧性的合金材料。
新方法的发展
研究晶粒长大机制和规律，可以推动和发展新的材料制备方法和工艺技术，以 获得更加精细、高性能的材料组织结构。例如，通过采用先进的合金设计和制 备技术，可以制造出具有纳米级晶粒结构的合金材料。
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晶界能
晶界两侧的晶体结构不同，导致界面两侧的 原子间距不同，从而产生界面能。
曲率效应
曲率半径越小，界面能越高，晶粒长大越容 易。
晶体结构的变化
晶胞体积增大
随着晶粒长大，晶胞的体积逐渐增大，导致晶体内部原子间的距 离增加。
原子排列有序性增加
在晶粒长大过程中，原子逐渐按照一定的规律排列，形成更加有序 的晶体结构。
晶粒长大过程中的组织演变
晶粒定义
晶粒是指晶体材料内部结构单元 的集合，是晶体材料的基本结构
单元。
晶粒长大过程
在结晶过程中，晶核形成后，原 子逐渐向周围扩散，使晶核逐渐
长大，直到形成完整的晶体。
组织演变
随着晶粒的长大，材料内部的晶 界、相界等组织结构也在不断演 变，晶粒形状和分布也在发生变
化，进而影响材料的性能。
温度与压力的控制
总结词
温度和压力是晶粒长大过程的重要控制因素。
详细描述
温度和压力可以影响晶粒的形核和长大速率。 在高温和高压条件下，晶粒容易长大，而在 低温低压条件下，晶粒难以长大。因此，在 生产过程中，可以通过控制温度和压力来控
制晶粒的尺寸。
溶质浓度的控制
第7章 回复、再结晶-2
再结晶后晶粒的长大
再结晶完成后,得到细小等轴的晶粒，从 热力学角度看，晶粒长大，总的晶界面积减 少，能量降低是一个自发过程。 长大： ¾ 正常长大（连续均匀长大）：参与长大的晶粒 数量多，且分布均匀；所有晶界具有大致相同 的可动性；各晶粒尺寸差异不大，且平均尺寸 连续增大。 ¾ 异常长大（二次再结晶）：少数晶粒优先长 大，吞食周围晶粒而长成粗大晶粒。
式中：m 为比例常数，称为晶界的平均迁移率（即单位驱 动力作用下的晶界平均迁移速度）；r 为晶界的平均曲率 半径，正常长大时r≈D。 m和σ对各种金属在一定温度均可视为常数，则：
近似有： 上式表明：在恒温下，晶粒发生正常长大时，平均直径与 保温时间的平方根成线性关系。 上述关系适用：高纯度金属在高温加热保温时。在一般情 况下，时间的指数小于1/2。
1
一、正常长大 长大方式： 依靠界面移动“大吃小、凹吃 凸”，长大中界面向曲率中心方向移 动，大晶粒吞食了小晶粒，直到晶界平 直化。
2
1、晶粒长大时的晶界迁移方向和驱动力 晶界迁移：晶界在其法线方向上的迁移。 晶界迁移的驱动力：界面能的减少，与曲率有关。（界面
向曲率中心方向移动将引起晶界面积减小，降低界面能。但这 种驱动力与储存能相比是较小的，所以晶粒长大时晶界迁移速 度比再结晶时慢。）
26
3、动态回复组织特点 在伸长的晶粒内部存在许多动态回复亚晶。 动态回复亚晶粒：胞壁位错密度小，胞内位错密度也 小。 当达到稳衡态时，动态回复亚晶有如下特征： 等轴状；胞状亚晶之间的取向差保持不变；胞壁之 间距离（亚晶尺寸）保持不变；胞壁之间的位错密度 保持不变。 注意：热加工过程中的动态回复不能看成是冷加工与 静态回复的叠加。应变与回复同时出现就避免了冷加 工效果的累积，所以，形变金属不能发展成高位错密 度，而且亚晶较细。 动态回复亚晶平均尺寸d与形变温度T和变形速率ε的 关系： d∝T/ε
316l不锈钢纤维再结晶与晶粒长大行为研究
文章标题：316L不锈钢纤维再结晶与晶粒长大行为研究一、引言在材料科学领域，316L不锈钢纤维作为一种重要的纤维材料，具有优异的耐蚀性和强度，被广泛应用于化工、航空航天等领域。
然而，随着纤维材料使用条件的不断升级，316L不锈钢纤维再结晶和晶粒长大行为的研究变得尤为重要。
二、再结晶行为研究1. 再结晶的概念再结晶是指晶体材料在一定温度和应力条件下，由于晶界能的降低，局部区域内原有的晶粒被消除，形成新的晶粒，使材料产生显著的晶粒细化和组织结构的变化。
2. 316L不锈钢纤维再结晶的影响因素a) 温度：适当提高温度有利于不锈钢纤维的再结晶，但过高的温度会导致晶粒长大；b) 应力：外力作用下，316L不锈钢纤维的再结晶行为受到显著影响；c) 时间：不同的处理时间对纤维的再结晶行为有着不同的影响。
三、晶粒长大行为研究1. 晶粒长大的机制晶粒长大是指晶体中晶粒尺寸的增大。
在316L不锈钢纤维中，晶粒长大的机制主要包括了晶界迁移和再结晶后的晶粒长大。
2. 影响晶粒长大的因素a) 温度和时间：温度和时间对晶粒长大起着至关重要的作用；b) 应力：外部应力会促使晶界迁移，从而影响晶粒长大的行为。
四、研究总结与展望通过对316L不锈钢纤维再结晶和晶粒长大行为的研究，我们能够更深入地了解材料在不同条件下的性能变化规律。
对于相关工程应用具有指导意义。
未来，我们可进一步探索纤维材料再结晶和晶粒长大的微观机制，提高不锈钢纤维的性能稳定性。
个人观点与理解：通过对316L不锈钢纤维再结晶与晶粒长大行为的研究，我深刻认识到了材料科学的重要性。
对于材料的微观结构和性能变化规律的深入研究，不仅可以为相关工程应用提供指导，还可以为材料科学领域的进步贡献力量。
这也促使我不断学习和探索材料科学领域的前沿知识，努力为材料科学的发展贡献自己的力量。
在文章中多次提及“316L不锈钢纤维再结晶与晶粒长大行为”的内容，可以帮助我更深入地理解相关主题，并为我在相关领域的学习和工作提供有力的支持。
金属材料的工艺热处理对晶粒尺寸的影响
金属材料的工艺热处理对晶粒尺寸的影响导语：金属材料的晶粒尺寸是决定其力学性能和织构的重要因素之一。
而工艺热处理是一种重要的方式，可以对金属材料的晶粒尺寸进行调控。
本文将探讨金属材料的工艺热处理对晶粒尺寸的影响及相关机制。
一、工艺热处理的概述工艺热处理是指在金属材料加工过程中通过对材料进行加热、保温和冷却等一系列控制温度的操作，以调整、改变材料的结构和性能。
通常包括退火、淬火、时效等处理方式。
这些热处理过程中，晶粒尺寸是一个十分关键的参数。
二、退火对晶粒尺寸的影响1. 晶粒长大：退火时，晶粒内部存在位错和缺陷，晶界区域能量较高。
而在退火过程中，材料中的原子在高温下能够较为自由地重新排列和扩散，使得晶界区域的位错消失和晶粒的长大。
因此，晶粒尺寸会随着退火时间的增长而增大。
2. 晶粒形状改变：在退火过程中，材料中的晶粒可能会发生形状改变。
在某些情况下，晶粒会发生成簇，形成更大的晶粒；而在其他情况下，晶粒会趋于细小且均匀。
这取决于材料的化学成分、退火温度和退火时间等因素。
三、淬火对晶粒尺寸的影响1. 晶粒细化：淬火是指将加热至相变温度以上的金属迅速冷却至室温的过程。
在淬火中，金属材料的晶粒由于冷却速度较快，无法在短时间内长大。
淬火后晶粒尺寸通常会变得较小，且分布均匀。
这种晶粒细化不仅可以提高材料的强度和硬度，还有助于改善材料的韧性和耐疲劳性能。
2. 产生非均匀的晶粒尺寸：尽管淬火可以使晶粒细化，但在一些情况下也可能导致晶粒尺寸的非均匀分布。
这可能是由于冷却速率不均匀，或材料中的晶界有缺陷等原因。
四、时效对晶粒尺寸的影响时效是指在淬火过程后对材料进行长期低温保持。
时效主要用于改善材料的强韧性能。
然而，与退火和淬火相比，时效对晶粒尺寸的影响相对较小。
通常情况下，时效会引起晶界与晶界之间的界面能量下降，从而抑制晶界移动和晶粒长大。
结语：通过工艺热处理可以有效地控制金属材料的晶粒尺寸，从而实现对材料性能的调控。
抑制晶粒长大的方法
抑制晶粒长大的方法晶粒长大是指晶体中晶粒尺寸的增大，通常是由于结晶过程中的温度变化或晶体生长速率不均匀等原因引起的。
晶粒长大会影响材料的性能和微观结构，因此在材料制备和加工过程中，抑制晶粒长大是一个重要的问题。
本文将介绍一些常见的抑制晶粒长大的方法。
1. 温度控制温度是影响晶粒长大的主要因素之一。
晶粒长大通常在高温下发生，因此通过控制温度可以有效抑制晶粒长大。
一种常用的方法是采用温度梯度结晶，即在结晶过程中设置温度梯度，使晶粒在温度梯度的作用下得以控制生长，从而抑制晶粒长大。
2. 添加抑制剂添加抑制剂是另一种常见的抑制晶粒长大的方法。
抑制剂可以通过与晶体表面发生化学反应，改变晶体表面能，从而减缓晶粒的生长速度。
例如，在金属材料的制备过程中，常用的抑制剂有钛、锆等元素，它们可以与晶体表面发生反应形成稳定的化合物，从而抑制晶粒长大。
3. 界面控制界面控制是一种有效的抑制晶粒长大的方法。
通过在晶体界面上引入各种界面结构、界面缺陷或界面能量，可以有效地阻止晶粒的生长。
例如，在陶瓷材料的制备过程中，可以通过控制添加剂的含量和选择合适的添加剂，来调控晶体的界面结构和能量，从而抑制晶粒长大。
4. 应力控制应力是影响晶粒长大的重要因素之一。
通过引入外部应力或内部应力，可以有效地抑制晶粒长大。
外部应力可以通过加工和热处理等手段施加在晶体上，从而改变晶粒的形态和尺寸，从而抑制晶粒长大。
内部应力可以通过合金元素的选择和添加来引入，从而改变晶粒的位错密度和分布，从而抑制晶粒长大。
5. 控制晶体形态晶体的形态对晶粒长大有很大的影响。
通过控制晶体的形态，可以有效地抑制晶粒长大。
例如，在陶瓷材料的制备过程中，可以通过控制原料的粒度和形状，以及控制结晶过程中的溶液浓度和pH值等因素，来控制晶体的形态，从而抑制晶粒长大。
抑制晶粒长大是材料制备和加工过程中一个重要的问题。
通过温度控制、添加抑制剂、界面控制、应力控制和控制晶体形态等方法，可以有效地抑制晶粒长大，从而改善材料的性能和微观结构。
金属晶粒度的影响因素
金属晶粒度的影响因素全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：金属晶粒度是金属材料的一个重要性能指标，通常指金属内部晶粒的尺寸或者平均尺寸大小。
在金属加工、热处理、成形等过程中，晶粒度大小会影响金属的力学性能、疲劳寿命、耐腐蚀性等方面。
研究金属晶粒度的影响因素具有重要的理论和实践意义。
金属晶粒度的影响因素主要包括以下几个方面：1. 热处理工艺：金属通过淬火、回火、退火等热处理工艺会影响晶粒度的大小和分布。
热处理的温度、保温时间、冷却速度等参数会影响晶粒的再结晶和长大过程，从而影响晶粒度的大小。
2. 加工变形量：金属的加工会引起晶粒发生形变和再结晶现象，不同的加工变形量会导致晶粒度的变化。
通常来说，加工变形量越大，晶粒度会越细。
3. 化学成分：金属的化学成分对晶粒度也有一定影响。
一些合金元素会在金属晶界上形成固溶体或者分布不均匀，这会影响晶界的稳定性，从而影响晶粒的长大过程。
4. 变形速率：金属在变形过程中，变形速率对晶粒的长大和再结晶过程也会产生影响。
变形速率越大，晶粒度一般会越细。
5. 变形温度：金属在不同的温度下进行变形，也会影响晶粒度的大小。
通常来说，在适当的变形温度下进行加工，可以获得更为细小的晶粒。
金属晶粒度的大小是由金属的内部结晶和再结晶过程决定的，而这些过程受到多种因素的影响。
合理控制这些影响因素，可以实现金属晶粒度的调控，从而获得理想的力学性能和使用寿命。
未来，随着材料科学的发展和金属工艺技术的改进，金属晶粒度的研究将进一步深化，为金属材料的应用提供更多可能性。
第二篇示例：金属晶粒度是一个金属材料的重要性能指标，它直接影响着金属材料的力学性能、物理性能以及化学性能。
金属晶粒度的大小与形状直接决定了材料的力学性能和耐磨性，因此对于金属材料而言，控制晶粒度是非常重要的。
金属晶粒度的影响因素有很多，主要包括金属的成分、冶炼工艺、热处理工艺、变形加工工艺等。
下面我将对这些因素逐一进行详细介绍。
回复再结晶-晶粒长大
③
2015/11/14
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3.4晶粒长大及其他结构变化
六. 退火孪晶
④ 孪晶形成原因是退火中晶界迁移时，在长大着的晶粒内原子沿{111}面偶然 错排，出现层错和共格孪晶界面，在一定能量条件下，在晶界处形成退火 孪晶。 随着大角晶界的移动，孪晶长大，在长大过程中，如果原子在{111}面上再 次发生错排而恢复原来的堆垛次序，则又形成第二个共格孪晶界。退火孪 晶分布在两条平行孪晶界间，在晶粒继续长大中，贯穿晶粒的孪晶可以自 晶界断开，形成中断在晶内的孪晶以降低能量。
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3.4晶粒长大及其他结构变化
五. 再结晶图
前述晶粒长大与预先冷变形程度和退火温度密切相关。综合表示再结晶
退火后晶粒大与冷变形程度及退货温度间的关系的空间图形叫再结晶图， 利用再结晶图可确定冷变形后退火产生的经历大小，控制再结晶退火工
058奥氏体晶粒度的影响因素.
真空热处理炉
课程小结
1、奥氏体的晶粒大小，对钢的组织和性能有很大影响 2、加热得到细而均匀的奥氏体晶粒是热处理的关键。
作业布置
作业
1、奥氏体的晶粒越大越好吗？ 2、热处理时加热温度越高越好吗？
感谢您的观看！
影响奥氏体晶粒长大的因素 1 加热温度和保温时间
加热温度高、保温时间长, 晶粒粗大。
2 加热速度
加热速度越快,过热度越大, 形核率越高, 晶粒越细。
影响奥氏体晶粒长大的因素
奥氏体晶粒尺寸 /μm
3 合金元素
阻碍奥氏体晶粒长大的元素有:
Ti、V、Nb、Ta、Zr、W、Mo、Cr、 Al等碳化物和氮化物形成元素。促 进奥氏体晶粒长大的元素：Mn、P、
Nb/%
Nb、Ti对奥氏体晶 粒的影响
C、N。
析出颗粒对黄铜晶 界的钉扎
晶粒大小对金属性能的影响
晶粒越细，金属的强度、硬度 越高，同时塑性、韧性越好。
箱式可控气氛多用炉
奥氏体晶粒粗大，冷却后的组织也粗大，降低钢 的常温力学性能，尤其是塑性。因此加热得到细而均 匀的奥氏体晶粒是热处理的关键问题之一。
奥氏体晶粒度的影响因素
课程：工程材料基础 主讲人： 黄丽娟
教学目标
了解什么是晶粒度，掌握控制晶粒度的方法。
什么是奥氏体的晶粒度
起始晶粒度：奥氏体化刚结束时的晶粒度称起始晶 粒度,此时晶粒细小均匀。
实际晶粒度：在给定温度下奥氏体的晶粒度称实际 晶粒度。
本质晶粒度：加热时奥氏体晶粒的长大倾向称本质 晶粒度。
金属晶粒度的影响因素
金属晶粒度的影响因素全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：金属晶粒度是金属材料的一个重要性能指标，影响着金属材料的力学性能、塑性变形能力、导电性和磁性等物理化学性质。
金属晶粒度的大小取决于多种因素，包括金属的成分、热处理工艺、形变方式等。
下面我们将详细探讨金属晶粒度的影响因素。
金属的成分是影响晶粒度的重要因素之一。
不同种类的金属具有不同的晶体结构和晶格参数，这决定了金属材料的晶粒度。
一般来说，含有固溶体和析出相的金属材料晶粒度较小，而含有多相结构的金属晶粒度较大。
金属的晶粒度通常与其原子尺寸、原子之间的相互作用力密切相关，不同金属成分之间的相互作用力不同，因此也会导致金属晶粒度的差异。
金属的热处理工艺也是影响晶粒度的重要因素之一。
热处理是指通过控制金属材料的加热和冷却过程，改变其晶粒结构和大小的工艺方法。
通常来说，高温固溶处理能够促使金属晶粒长大，而快速冷却则有助于细化晶粒。
退火处理也是一种常用的改变金属晶粒度的方法，通过适当的退火工艺，可以促使金属材料中的析出相在晶界处析出，从而细化晶粒。
金属的形变方式对晶粒度也有一定的影响。
金属材料在加工过程中常常会受到形变，比如轧制、拉伸、挤压等，这些形变会导致金属晶粒的细化。
通过加工形变，能够消除金属中的位错和晶界等缺陷，促进晶界迁移和再结晶，从而细化晶粒。
温度和应变速率等外部条件也会对金属晶粒度造成影响。
一般来说，高温和低应变速率有利于金属晶粒的长大，而低温和高应变速率则有助于细化晶粒。
金属材料的冷处理和热处理条件也会导致晶粒度的改变，比如快速淬火能够细化金属晶粒，而退火处理则有助于促使金属晶粒重新长大。
金属晶粒度受多种因素的影响，包括金属的成分、热处理工艺、形变方式、外部条件等。
通过合理控制这些影响因素，可以有效地控制金属的晶粒度，提高金属材料的力学性能和物理化学性质。
在金属材料的制备和加工过程中，需要综合考虑这些因素，以实现对金属晶粒度的精确控制和优化。
金属材料晶粒度的显示、测定方法及影响因素
达到三相负荷对称。
（） 采 用特 殊接 线 的三相一 两 相 平衡 ，将 三相 电 ３
基波负序电流，由于负序阻抗 比正序 阻抗小得多 ，所 以很 小 的负 序 电压 就 会在 异 步 电机 中产 生 很大 的负序
电流 。
源转换成互成９。 ０的两相电压系统 ，接在２ 个互成９ 。 ０电 压 系 统 上 的 单 相 负 荷 ，其 负 序 电 流 在 相 位 上 相 差
一
种进行侵蚀 。图 １ 为采用渗碳法 （％一 ％ ３ ４ 硝酸酒精
图 ２ 采 用 品粒 边 界 腐 蚀 法 所显 示 的奥 氏体 晶 粒形 态 （５钢 ） ４
溶 液 ） 所 显 示 的奥 氏 体 晶 粒 形 态 （ 晶粒 度 级 别 为 ７
级 ） 。
２４ 网状铁 素体 法 ．
网状 铁 素体 法 适用 于 碳质 量 分数 为 ０ ５ ０ ０ ． ％～ ． ％ ２ ６
２３ 晶粒 边 腐蚀 法 ．
和保温时间 ， 但主要取决于加热温度。在某一加热温 度 下 ，随保 温 时间 的延 长 ，晶粒 不 断 长大 ，但 长大 到
一
定 的尺寸后 ，再 长大 就极 为缓慢 了。 在最 高加 热 温度 相 同时 ，加 热速 度 越 快 ，奥 氏体 晶粒越 细小 ，这 是 因为加 热 速度 快 ，转 变温 度 高 ，奥
１ 一】 １ ７．
电流 与每 个 引入 的相 序有 关 ，为 了减小 对 电力 系统 的 不对 称影 响 ，通 常采 用 相序 轮换 接 人 ，即换 相 联接 把
１８ § Ｔ ３
青海鹤技
２ １ 年第 ５ ０１ 期
是 ：首先将试样装入盛有渗碳剂的容器 中，送人炉中
加 热 到 ９０－０ ３ － ％并保 温 ６ ，使试 样 上 有 ｌ ｍ 以 上 的 １ ｈ ｍ
晶粒生长
由许多颗粒组成的多晶体 界面移动情况如右图所示
❖ 晶粒长大定律：
dD dt
K D
D2
D0 2
Kt
❖D—时间t时的晶粒直径
❖K—常数
❖D0—t=0时的晶粒平均尺寸
晶粒生长后期 1
D D0 D Kt 2
3.晶粒生长与二次再结晶的异同点：
相同点：二者的推动力均为界面两侧质点的自由 能之差，都是通过界面的迁移
不同点：
晶粒生长
二次再结晶
晶粒平均尺寸增长 不存在晶核，晶界处于平衡状态 界面上无应力
存在 气孔在晶界上或晶界交汇处
个别晶粒异常长大 大晶粒是二次再结晶的晶核
界面上有应力
气孔被包裹到晶粒内部
再结晶与晶粒长大是与烧结并行的高温动 力学过程，特别是晶粒长大与二次再结晶过程 往往与烧结中、后期的传质过程是同时进行的。 它对烧结过程和烧结体的显微结构和性能有不 可忽视的影响。 晶粒生长:无应变的材料在热处理时，平衡晶 粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续长大的 过程.
一. 初次再结晶
1.定义：在已发生塑性形变的基质中出现新生 的无应变晶粒的成核和长大过程
4.二次再结晶产生的原因：
⑴ 原始粒度不均匀，存在个别大晶粒 ⑵ 烧结温度偏高或烧结速率太快 ⑶ 成型压力不均，局部有不均匀液相
5.避免二次再结晶采取的措施：
⑴ 合理选择原料的粒度，提高粒度均匀性，减少 产生大颗粒的可能
⑵ 控制温度抑制晶界移动速率，避免晶界移动过 快
⑶ 引入适当添加剂
6.不良结果(危害)：
坯体继续致密化
4-晶粒长大
§4 晶粒长大晶粒长大的驱动力是晶界能的下降,即长大前后的界面能差值。
一、晶粒的正常长大1.定义：指晶体中有许多晶粒获得长大条件，晶粒的长大是连续地，均匀地进行，晶粒长大过程中晶粒的尺寸是比较均匀的，晶粒平均尺寸的增大也是连续的。
2.晶粒长大的方式（1）弯曲的晶界总是趋向于平直化，即向曲率中心移动以减少界面积，同时，大角度晶界的迁移率总是大于小角度晶界的迁移率。
当晶界为三维空间的任意曲面时，作用在单位界面上的力P为：P：晶界迁移的驱动力：晶界单位面积的界面能R1、R2：曲面的两个主曲率半径如果空间曲面为球面时，R1=R2 ，即：晶界迁移的驱动力与其曲率半径R成反比，与界面能成正比。
（2）晶界总是向角度较锐的晶粒方向移动，力图使三个夹角都等于120度。
，当界面张力平衡时：因为大角度晶界TA=TB=TC，而 A+B+C=360度∴A=B=C=120度在二维坐标中，晶界边数少于6的晶粒，其晶界向外凸出，必然逐渐缩小，甚至消失，而边数大于6的晶粒，晶界向内凹进，逐渐长大，当晶粒的边数为6时，处于稳定状态。
在三维坐标中，晶粒长大最后稳定的形状是正十四面体。
3．影响晶粒长大（即晶界迁移率）的因素（1）温度温度越高，晶粒长大速度越快，晶粒越粗大G：晶界迁移速度G0：常数QG：晶界迁移的激活能（2）第二相晶粒长大的极限半径K：常数r：第二相质点半径f：第二相的体积分数∴第二相质点的数量越多，颗粒越小，则阻碍晶粒长大的能力越强。
设第二相颗粒为球形，对晶界的阻力为F，与驱动力平衡（1）α角只取决于第二相颗粒与晶粒间的表面张力，可看作恒定值，现将（1）式对φ求极大值，令，可得：（2）假设在单位面积的晶界面上有NS个第二相颗粒，其半径都为r，则总阻力（3）设单位体积中有NV个质点，其体积分数为f（4）（5）取单位晶界面积两侧厚度皆为r的正方体，所有中心位于这个1×1×2r体积内半径为r的第二相颗粒，都将与这部分晶界交截，单位面积晶界将与1×1×2r×NV个晶粒交截。
影响晶粒正常长大的因素课件
冷却系统对模具温度控制至关重要，设计合理的冷 却通道和分布，有助于降低模具温度，控制晶粒生 长速度。
模具温度
温度梯度
模具温度对晶粒生长具有显著影响， 温度梯度会导致晶粒生长的不均匀性。 因此，应尽量减小温度梯度，使晶粒 生长更加均匀。
温度稳定性
模具温度的稳定性对晶粒生长至关重 要，温度波动会导致晶粒生长的波动， 从而影响最终产品的性能。因此，应 保持模具温度的稳定性。
未来可能的研究方向
1 2 3
发展计算模拟方法 通过发展更精确的原子尺度计算模拟方法，可以 更深入地理解晶粒长大过程中的微观机制。
探索晶粒长大与其他现象的关联 晶粒长大与许多其他现象有关联，如相变、固态 相变等，未来可以进一步探索这些关联及其应用。
开发新型晶粒控制技术 基于对晶粒长大过程的理解，未来可以开发新型 的晶粒控制技术，以提高材料的性能和功能。
100%
控制实验条件
在实验过程中，需要严格控制温 度、压力、浓度等实验条件，以 确保实验结果的准确性和可靠性。
80%
观察记录
在实验过程中，需要对晶粒的生 长情况进行实时观察和记录，以 便后续结果分析。
实验结 果
温度对晶粒长大的影响
随着温度的升高，晶粒尺寸逐 渐增大。在一定温度范围内， 晶粒长大速度随温度升高而加 快。
熔体过热
熔体过热对晶粒长大的影响
熔体过热可以增加熔体的流动性，使晶粒有更多的机会相互 接触和合并。这通常会导致晶粒尺寸增大。
熔体过热的控制
为了控制晶粒大小，需要将熔体温度控制在合适的范围内， 避免过热。同时，在浇注和成型过程中也要尽量减少热量损 失，以保持熔体温度的稳定性。
熔体的纯净度
熔体中的杂质对晶粒长大的影响
晶粒粗大和细化
晶粒粗大和细化（一）晶粒大小对性能的影响1.晶粒大小对力学性能的影响一般情况下，晶粒细化可以提高金属材料的屈服点（σS）、疲劳强度（σ-1） 塑性（δ、ψ）和冲击韧度（αK），降低钢的脆性转变温度，因为晶粒越细，不同取向的晶粒越多，晶界总长度越长，位错移动时阻力越大，所以能提高强度和韧性。
因此，一般要求总希望获得细晶粒。
钢的室温强度与晶粒平均直径平方根的倒数成直线关系（见图1）。
其数学表达式为+Kd1/2σ=σ式中 σ——钢的强度（MP）；σ0——常数、相当于钢单晶时的强度（MPa）；K——与材料性质有关；d——晶粒的平均直径（mm）。
图1 晶粒大小对钢的强度影响 图2 晶粒大小对钢的脆性转变温度的影响1—ω（C）=0.02%，ω（Ni）=0.03%2—ω（C）=0.02%，ω（Ni）=3.64%合金结构钢的奥氏体晶粒度从9级细化到15级后，钢的屈服强度（调质状态）从1150MPa提高到1420MPa，并使脆性转变温度从-50℃降到-150℃。
图2为晶粒大小对低碳钢和低碳镍钢冷脆性转变温度的影响。
对于高温合金不希望晶粒太细，而希望获得均匀的中等晶粒。
从要求高的持久强度出发，希望晶粒略为粗大一些。
因为晶粒变粗说明晶界总长度减少，对以沿晶界粘性滑动而产生变形或破坏形式的持久或蠕变性能来说，晶粒粗化意味着这一类性能提高。
但考虑到疲劳性能又常希望晶粒细一点，所以对这类耐热材料一般取适中晶粒为宜。
例如 GH135晶粒度对疲劳性能及持久性能的影响：晶粒度从4～6级细化到7～9级时，室温疲劳强度从290MPa提高到400MPa。
在700℃下，疲劳强度从400MPa提高到590MPa。
因为在多数情况下大晶粒试样疲劳断口的疲劳条痕间距较宽，说明疲劳裂纹发展速度较快；而疲劳裂纹在细晶粒内向前推进时，不但受到相邻晶粒的限制，而且从一个晶粒到另一个晶粒还要改变方向，这些都可能是细晶能提高疲劳强度的缘故。
但是，晶粒细化后持久强度下降，蠕变速度增加。