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

1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。

2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。

3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。

4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。

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金屬強度和韌性、塑性的目的？

5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.

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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6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。。。。

為什麼晶粒越細，金屬的強度越高，塑性，韌性就越好