细晶强化现象产生原因（细晶强化）
您好,现在我来为大家解答以上的问题。细晶强化现象产生原因，细晶强化相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一起来看看吧！1、百度百科上是...
您好,现在我来为大家解答以上的问题。细晶强化现象产生原因，细晶强化相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一起来看看吧！
1、百度百科上是这么说的，个人比较认同： 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。
2、 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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、 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。
7、 （另外，我个人这么理解的：位错等缺陷基本都集中在晶界部位，因此晶界的强度比晶内大，那你想想，肯定是晶粒越细强度越大咯）。
晶界强化和细晶强化的区别
细晶强化，是指通过晶粒粒度的细化来提高金属的强度，多晶体金属的晶粒边界通常是大角度晶界，相邻的不同取向的晶粒受力产生塑性变形时，部分施密特因子大的晶粒内位错源先开动，并沿一定晶面产生滑移和增殖。滑移至晶界前的位错被晶界阻挡。这样一个晶粒的塑性变形就无法直接传播到相邻的晶粒中去，且造成塑变晶粒内位错塞积。在外力作用下，晶界上的位错塞积产生一个应力场，可以作为激活相邻晶粒内位错源开动的驱动力。[1]
通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法，工业上将通过细化晶粒以提高材料强度。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。
细晶强化的原理以及金属性能
镁合金具有良好的生物兼容性、最高的比强度和比刚度、优异的工艺性能、较好的耐腐蚀性能、良好的导热、减振及电磁屏蔽性以及原材料丰富、切削加工简单和回收容易等优点。镁合金被认为是制备电器产品壳体、运输工具和航天飞行器零部件最具前途的结构材料。然而，镁合金的强度、塑性和韧性有待进一步提高。快速凝固(RS)技术可有效地细化合金晶粒、减少偏析，从而有望大幅度提高镁合金的力学性能。往复挤压(RE)是一种等体积大塑性变形技术，可以在不改变原始形状下，制备细晶材料。 研究了RE制备超细组织、高强高韧镁合金的强化机理及快速凝固薄带的焊合机制。研究包括的主要内容和获得的主要结论有： 基于RS原理完善了KND-Ⅱ型单辊快速凝固中试系统，在冷却速度介于1.14×10~6 K·s~(-1)～4.12×10~7K·s~(-1)条件下，制备的RS-Mg-Zn-Y合金薄带组织由过饱和α-Mg固溶体和少量在α-Mg晶粒间分布的Z相及其它金属间化合物构成，薄带组织存在微弱的微观偏析。薄带晶粒尺寸小于5μm。 研制了可在普通立式压力机上实现多道次RE装置，并采用该装置对CT及RS状态下的Mg-Zn-Y合金进行了RE。RE可促使RE-n-EX-CT-Mg-Zn-Y合金基体通过破碎和反复动态再结晶细化；晶界网状化合物通过破碎细化，并随材料的流动而发生位置迁移，最终均匀分布在基体上。提高RE道次，组织变得更均匀。RE是一种提高RE-n-EX-CT-Mg-Zn-Y镁合金强度和塑性的有效方法。 RE过程中，每一道次的名义应变速率是0.1503s~(-1)。温度介于300℃～350℃范围RE可以使材料内积累较高的真应变，有利于获得大的Zener-Hollomon参数Z~*值，促进原子扩散及析出相形核和长大；在获得高致密、高机械性能的同时，有利于RS薄带的焊合。 RE后，RE-n-EX-RS-Mg-Zn-Y合金强化相颗粒由三部分组成：第一类是原薄带晶粒内部凝固时的强化相，为～100nm。RE使第一类强化相在组织中分布更均匀，但大小基本不变；第二类是原薄带晶粒界面上的网状化合物经RE破碎形成的不规则颗粒，尺寸为～0.5μm；第三类为RE过程脱溶形成的沉淀相，尺寸一般为70nm左右，弥散分布于α-Mg基体中。RE后RE-n-EX-RS-Mg-Zn-Y合金获得了较高的拉伸强度(RE-n-EX-RS-B1和RE-n-EX-RS-B2合金的拉伸强度大于400MPa)、屈强比(大于0.8，其中RE-n-EX-RS66合金接近1)和伸长率(RE-n-EX-RS66合金的伸长率大于20％)。往复挤压获得高强韧快速凝固Mg-Zn-Y合金的强化机制包括细晶强化、固溶强化、位错强化、沉淀析出和弥散分布强化以及位错间的摩擦阻力强化机制。其中，细晶强化和Orowan强化机制是主要的强化机制。 在100～150℃温度范围，Mg-Zn-Y合金热(线)膨胀系数与制备工艺有关，材料的膨胀系数由大到小顺序为：α_tCT-Mg-Zn-Y＞α_tRE-n-EX-CT-Mg-Zn-Y＞α_tRE-n-EX-RS-Mg-Zn-Y。RE结合RS可以获得低膨胀系数的Mg-Zn-Y合金。
简要分析加工硬化，细晶强化，固熔强化及弥散强化在本质上有何异同
相同点：都是位错运动受阻，增加了位满运动的阻力，使得材料得到强化。
不同点：
①加工硬化：位错塞积、位错阻力和形成割阶消耗外力所做的功为其可能机制；
②细晶强化：增加了晶界，增加了位错塞积的范围；
③固溶强化：溶质原子沿位错聚集并钉扎位错；
④第二相强化：分散的强化粒迫使位错切过绕过强化相颗粒而额外做功都是分散相强化的位错机制。
扩展资料：
①经过冷拉、滚压和喷丸（见表面强化）等工艺，能显著提高金属材料、零件和构件的表面强度；
②零件受力后，某些部位局部应力常超过材料的屈服极限，引起塑性变形，由于加工硬化限制了塑性变形的继续发展，可提高零件和构件的安全度；
③金属零件或构件在冲压时，其塑性变形处伴随着强化，使变形转移到其周围未加工硬化部分。经过这样反复交替作用可得到截面变形均匀一致的冷冲压件；
④可以改进低碳钢的切削性能，使切屑易于分离。但加工硬化也给金属件进一步加工带来困难。如冷拉钢丝，由于加工硬化使进一步拉拔耗能大，甚至被拉断，因此必须经中间退火，消除加工硬化后再拉拔。又如在切削加工中为使工件表层脆而硬，再切削时增加切削力，加速刀具磨损等
参考资料来源：百度百科-加工硬化
相同点：都是位错运动受阻，增加了位满运动的阻力，使得材料得到强化。不同点：①加工硬化：位错塞积、位错阻力和形成割阶消耗外力所做的功为其可能机制；②细晶强化：增加了晶界，增加了位错塞积的范围；③固溶强化：溶质原子沿位错聚集并钉扎位错；④第二相强化：分散的强化粒迫使位错切过绕过强化相颗粒而额外做功都是分散相强化的位错机制。
固溶强化solution strengthening：就是合金元素在基体金属晶格中存在使晶格产生畸变，位错运动阻力加大。通常也是强度增加，韧性降低。 细晶强化(也叫晶界强化)grain refining strengthening：可以通过形变-再结晶获得较细的晶粒
文章标题: 细晶强化的极限在哪里
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/jingdianwenzhang/165023.html