金屬材料的細(xì)晶強(qiáng)化原理及方法

1. 定義

通過(guò)細(xì)化晶粒而使金屬材料力學(xué)性能提高的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化，工業(yè)上通過(guò)細(xì)化晶粒以提高材料強(qiáng)度,。

2. 原理

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(nèi)晶粒的數(shù)目來(lái)表示,，數(shù)目越多，晶粒越細(xì),。實(shí)驗(yàn)表明,，在常溫下的細(xì)晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強(qiáng)度、硬度,、塑性和韌性,。這是因?yàn)榧?xì)晶粒受到外力發(fā)生塑性變形可分散在更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，塑性變形較均勻,，應(yīng)力集中較?。淮送?，晶粒越細(xì),，晶界面積越大，晶界越曲折,，越不利于裂紋的擴(kuò)展,。故工業(yè)上將通過(guò)細(xì)化晶粒以提高材料強(qiáng)度的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。

3. 效果

晶粒越細(xì)小,，位錯(cuò)集群中位錯(cuò)個(gè)數(shù)（n）越小,，根據(jù)τ=nτ0，應(yīng)力集中越小,，所以材料的強(qiáng)度越高,；

細(xì)晶強(qiáng)化的強(qiáng)化規(guī)律，晶界越多,，晶粒越細(xì),，根據(jù)霍爾-配奇關(guān)系式，晶粒的平均值(d)越小,，材料的屈服強(qiáng)度就越高,。

4. 細(xì)化晶粒的方法

增加過(guò)冷度；

變質(zhì)處理,；

振動(dòng)與攪拌,；

對(duì)于冷變形的金屬可以通過(guò)控制變形度，退火溫度來(lái)細(xì)化晶粒,。

金屬材料的細(xì)晶強(qiáng)化原理及方法