細(xì)晶強(qiáng)化，什么是金屬的細(xì)晶強(qiáng)化在金屬結(jié)晶中細(xì)化晶粒應(yīng)采取什么措施

來源：整理時(shí)間：2025-01-13 11:46:38 編輯：智能門戶手機(jī)版

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1，什么是金屬的細(xì)晶強(qiáng)化在金屬結(jié)晶中細(xì)化晶粒應(yīng)采取什么措施
2，強(qiáng)化金屬的三種方法
3，細(xì)晶強(qiáng)化機(jī)理
4，金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制
5，金屬材料細(xì)晶強(qiáng)化理論及強(qiáng)化方法總結(jié)
6，細(xì)晶強(qiáng)化的原理以及金屬性能

1，什么是金屬的細(xì)晶強(qiáng)化在金屬結(jié)晶中細(xì)化晶粒應(yīng)采取什么措施

通過細(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)上將通過細(xì)化晶粒以提高材料強(qiáng)度的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。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)力集中較小；此外，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)上將通過細(xì)化晶粒以提高材料強(qiáng)度的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。細(xì)晶強(qiáng)化有以下方法： 1，增加過冷度； 2，變質(zhì)處理； 3，振動(dòng)與攪拌。我在別人那抄的，，今年考研，，相互學(xué)習(xí)。。

什么是金屬的細(xì)晶強(qiáng)化在金屬結(jié)晶中細(xì)化晶粒應(yīng)采取什么措施

2，強(qiáng)化金屬的三種方法

形變強(qiáng)化固溶強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化彌散強(qiáng)化我是學(xué)金屬材料的這個(gè)回答應(yīng)當(dāng)正確

固溶強(qiáng)化solution strengthening：就是合金元素在基體金屬晶格中存在使晶格產(chǎn)生畸變，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力加大。通常也是強(qiáng)度增加，韌性降低。細(xì)晶強(qiáng)化(也叫晶界強(qiáng)化)grain refining strengthening：可以通過形變-再結(jié)晶獲得較細(xì)的晶粒，使強(qiáng)度和韌性同時(shí)提高。形變強(qiáng)化 working hardening：隨著塑性變形量的增加，金屬流變強(qiáng)度也增加，這種現(xiàn)象稱為形變強(qiáng)化或加工硬化。彌散強(qiáng)化 dispersion strengthening：材料通過基體中分布有細(xì)小彌散的第二相細(xì)粒而產(chǎn)生強(qiáng)化的方法，稱為彌散強(qiáng)化。纖維強(qiáng)化 fiber strengthening：用高強(qiáng)度的纖維同適當(dāng)?shù)幕w材料相結(jié)合，來強(qiáng)化基體材料的方法嘩甫糕晃蕹浩革彤宮廓稱為纖維強(qiáng)化。

形變強(qiáng)化固溶強(qiáng)化彌散強(qiáng)化時(shí)效強(qiáng)化是彌散強(qiáng)化的一種

強(qiáng)化金屬的三種方法

3，細(xì)晶強(qiáng)化機(jī)理

細(xì)晶強(qiáng)化的機(jī)理是：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??；此外，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。擴(kuò)展資料：在細(xì)晶強(qiáng)化當(dāng)中，一個(gè)晶粒的塑性變形就無法直接傳播到相鄰的晶粒中去，且造成塑變晶粒內(nèi)位錯(cuò)塞積。在外力作用下，晶界上的位錯(cuò)塞積產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)力場(chǎng)，可以作為激活相鄰晶粒內(nèi)位錯(cuò)源開動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。通過細(xì)化晶粒而使金屬材料力學(xué)性能提高的方法，工業(yè)上將通過細(xì)化晶粒以提高材料強(qiáng)度。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。參考資料來源：百度百科—細(xì)晶強(qiáng)化

百度百科上是這么說的，個(gè)人比較認(rèn)同：通過細(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。　　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??；此外，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)上將通過細(xì)化晶粒以提高材料強(qiáng)度的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。　　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。。（另外，我個(gè)人這么理解的：位錯(cuò)等缺陷基本都集中在晶界部位，因此晶界的強(qiáng)度比晶內(nèi)大，那你想想，肯定是晶粒越細(xì)強(qiáng)度越大咯）

細(xì)晶強(qiáng)化機(jī)理

4，金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制

高強(qiáng)度是人們對(duì)結(jié)構(gòu)材料的最主要的追求，因?yàn)樗橇悴考⌒突幕A(chǔ)。通常，采用某種措施提高金屬材料的強(qiáng)度，會(huì)以降低它的塑性和韌性為代價(jià)。大家知道，塑性變形的本質(zhì)是位錯(cuò)沿滑移面的滑移，金屬材料內(nèi)的滑移系愈多、位錯(cuò)的滑移愈容易，它的塑性就愈好。強(qiáng)度是度量材料抵抗塑性變形和斷裂的能力，愈難于變形的金屬材料，其強(qiáng)度愈高。就是說，位錯(cuò)滑移的難易程度決定了材料強(qiáng)度的高低。所以，幾種金屬材料強(qiáng)化的方法都與約束和釘扎位錯(cuò)的滑移有關(guān)。許多材料由兩相或多相構(gòu)成。如果其中一相為細(xì)小的顆粒并彌散分布在材料內(nèi)，則這種材料的強(qiáng)度往往會(huì)增加，這種強(qiáng)化方法就稱為彌散強(qiáng)化。其作用在于顆粒對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙和釘札。

從總體上來說，金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制有：（1）固溶強(qiáng)化，溶質(zhì)原子的溶入使固溶體的強(qiáng)度和硬度升高同時(shí)塑性和韌性有所下降（2）細(xì)晶強(qiáng)化，由Holl-Petch公式知。晶粒越細(xì)，晶體的強(qiáng)度越高，而且細(xì)晶強(qiáng)化是唯一能同時(shí)提高金屬材料的塑性和韌性的強(qiáng)化機(jī)制（3）沉淀強(qiáng)化，類似于第二相強(qiáng)化，第二相粒子彌散分布在基體中，對(duì)位錯(cuò)起扎釘作用，可用Orwan機(jī)制來解釋（4）加工硬化，金屬材料冷變形加工使材料的強(qiáng)度硬度顯著提高，塑性顯著下降（5）時(shí)效強(qiáng)化，用柯垂氣團(tuán)，斯偌克氣團(tuán)解釋。金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制和鋼鐵的強(qiáng)化機(jī)制有些不同。

你好！從總體上來說，金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制有：（1）固溶強(qiáng)化，溶質(zhì)原子的溶入使固溶體的強(qiáng)度和硬度升高同時(shí)塑性和韌性有所下降（2）細(xì)晶強(qiáng)化，由Holl-Petch公式知。晶粒越細(xì)，晶體的強(qiáng)度越高，而且細(xì)晶強(qiáng)化是唯一能同時(shí)提高金屬材料的塑性和韌性的強(qiáng)化機(jī)制（3）沉淀強(qiáng)化，類似于第二相強(qiáng)化，第二相粒子彌散分布在基體中，對(duì)位錯(cuò)起扎釘作用，可用Orwan機(jī)制來解釋（4）加工硬化，金屬材料冷變形加工使材料的強(qiáng)度硬度顯著提高，塑性顯著下降（5）時(shí)效強(qiáng)化，用柯垂氣團(tuán)，斯偌克氣團(tuán)解釋。金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制和鋼鐵的強(qiáng)化機(jī)制有些不同。如有疑問，請(qǐng)追問。

5，金屬材料細(xì)晶強(qiáng)化理論及強(qiáng)化方法總結(jié)

1，增加過冷度； 2，變質(zhì)處理； 3，振動(dòng)與攪拌； 4，對(duì)于冷變形的金屬可以通過控制變形度，退火溫度來細(xì)化晶粒

Hall-Petch公式

強(qiáng)度是指材料在宏觀上抵抗形變(彈性形變或塑性形變)的能力，韌性是材料斷裂能量的判據(jù)，是強(qiáng)度和塑性的綜合表征。一般來說，結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度和韌性是一對(duì)矛盾。通常提高強(qiáng)度，就降低韌性?；蛘叻催^來，韌性改善了，強(qiáng)度就下降。金屬材料的強(qiáng)化途徑不外兩個(gè)，一是提高合金的原子間結(jié)合力，提高其理論強(qiáng)度，并制得無缺陷的完整晶體，如晶須。另一強(qiáng)化途徑是向晶體內(nèi)引入大量晶體缺陷，如位錯(cuò)、點(diǎn)缺陷、異類原子、晶界、高度彌散的質(zhì)點(diǎn)或不均勻性（如偏聚）等，這些缺陷阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，也會(huì)明顯地提高金屬?gòu)?qiáng)度。目前鋼鐵材料主要的強(qiáng)化方式有固溶強(qiáng)化、形變強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化等幾種強(qiáng)化方式。在所有金屬?gòu)?qiáng)化方法中，細(xì)化晶粒是目前唯一可以做到既提高強(qiáng)度，又改善塑性和韌性的方法。固溶強(qiáng)化：融入固溶體中的溶質(zhì)原子造成晶格畸變，晶格畸變?cè)龃罅宋诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，使滑移難以進(jìn)行，從而使合金固溶體的強(qiáng)度與硬度增加。這種通過融入某種溶質(zhì)元素來形成固溶體而使金屬?gòu)?qiáng)化的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。在溶質(zhì)原子濃度適當(dāng)時(shí)，可提高材料的強(qiáng)度和硬度，而其韌性和塑性卻有所下降。形變強(qiáng)化：在金屬的整個(gè)形變過程中當(dāng)外力超過屈服強(qiáng)度后，要塑性變性繼續(xù)進(jìn)行必須不斷增加外力，從而在真實(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線上表現(xiàn)為盈利不斷上升。沉淀強(qiáng)化：合金通過相變得到的合金元素與基體元素的化合物會(huì)引起合金強(qiáng)化，為沉淀強(qiáng)化，彌散強(qiáng)化則是機(jī)械混摻于基體材料中的硬質(zhì)顆粒引起的強(qiáng)化。兩者的區(qū)別是沉淀強(qiáng)化中沉淀相和基體有化學(xué)交互作用，而彌散強(qiáng)化沉淀相和基體無化學(xué)交互作用。彌散強(qiáng)化：彌散強(qiáng)化指一種通過在均勻材料中加入硬質(zhì)顆粒的一種材料的強(qiáng)化手段。是指用不溶于基體金屬的超細(xì)第二相(強(qiáng)化相)強(qiáng)化的金屬材料。為了使第二相在基體金屬中分布均勻，通常用粉末冶金方法制造。第二相一般為高熔點(diǎn)的氧化物或碳化物、氮化物，其強(qiáng)化作用可保持到較高溫度。彌散強(qiáng)化是強(qiáng)化效果較大的一種強(qiáng)化合金的方法，很有發(fā)展前途。若化合物在固溶體晶粒內(nèi)呈彌散質(zhì)點(diǎn)或粒狀分布，則既可顯著提高合金強(qiáng)度和硬度，又可使塑性和韌性下降不大，并且顆粒越細(xì)小，越呈彌散均勻分布，強(qiáng)化效果越好。細(xì)晶強(qiáng)化：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)目來表示，數(shù)目越多，晶粒越細(xì)。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??；此外，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)上將通過細(xì)化晶粒以提高材料強(qiáng)度的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。

6，細(xì)晶強(qiáng)化的原理以及金屬性能

鎂合金具有良好的生物兼容性、最高的比強(qiáng)度和比剛度、優(yōu)異的工藝性能、較好的耐腐蝕性能、良好的導(dǎo)熱、減振及電磁屏蔽性以及原材料豐富、切削加工簡(jiǎn)單和回收容易等優(yōu)點(diǎn)。鎂合金被認(rèn)為是制備電器產(chǎn)品殼體、運(yùn)輸工具和航天飛行器零部件最具前途的結(jié)構(gòu)材料。然而，鎂合金的強(qiáng)度、塑性和韌性有待進(jìn)一步提高?？焖倌?RS)技術(shù)可有效地細(xì)化合金晶粒、減少偏析，從而有望大幅度提高鎂合金的力學(xué)性能。往復(fù)擠壓(RE)是一種等體積大塑性變形技術(shù)，可以在不改變?cè)夹螤钕?，制備?xì)晶材料。研究了RE制備超細(xì)組織、高強(qiáng)高韌鎂合金的強(qiáng)化機(jī)理及快速凝固薄帶的焊合機(jī)制。研究包括的主要內(nèi)容和獲得的主要結(jié)論有：基于RS原理完善了KND-Ⅱ型單輥快速凝固中試系統(tǒng)，在冷卻速度介于1.14×10~6 K·s~(-1)～4.12×10~7K·s~(-1)條件下，制備的RS-Mg-Zn-Y合金薄帶組織由過飽和α-Mg固溶體和少量在α-Mg晶粒間分布的Z相及其它金屬間化合物構(gòu)成，薄帶組織存在微弱的微觀偏析。薄帶晶粒尺寸小于5μm。研制了可在普通立式壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)多道次RE裝置，并采用該裝置對(duì)CT及RS狀態(tài)下的Mg-Zn-Y合金進(jìn)行了RE。RE可促使RE-n-EX-CT-Mg-Zn-Y合金基體通過破碎和反復(fù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶細(xì)化；晶界網(wǎng)狀化合物通過破碎細(xì)化，并隨材料的流動(dòng)而發(fā)生位置遷移，最終均勻分布在基體上。提高RE道次，組織變得更均勻。RE是一種提高RE-n-EX-CT-Mg-Zn-Y鎂合金強(qiáng)度和塑性的有效方法。 RE過程中，每一道次的名義應(yīng)變速率是0.1503s~(-1)。溫度介于300℃～350℃范圍RE可以使材料內(nèi)積累較高的真應(yīng)變，有利于獲得大的Zener-Hollomon參數(shù)Z~*值，促進(jìn)原子擴(kuò)散及析出相形核和長(zhǎng)大；在獲得高致密、高機(jī)械性能的同時(shí)，有利于RS薄帶的焊合。 RE后，RE-n-EX-RS-Mg-Zn-Y合金強(qiáng)化相顆粒由三部分組成：第一類是原薄帶晶粒內(nèi)部凝固時(shí)的強(qiáng)化相，為～100nm。RE使第一類強(qiáng)化相在組織中分布更均勻，但大小基本不變；第二類是原薄帶晶粒界面上的網(wǎng)狀化合物經(jīng)RE破碎形成的不規(guī)則顆粒，尺寸為～0.5μm；第三類為RE過程脫溶形成的沉淀相，尺寸一般為70nm左右，彌散分布于α-Mg基體中。RE后RE-n-EX-RS-Mg-Zn-Y合金獲得了較高的拉伸強(qiáng)度(RE-n-EX-RS-B1和RE-n-EX-RS-B2合金的拉伸強(qiáng)度大于400MPa)、屈強(qiáng)比(大于0.8，其中RE-n-EX-RS66合金接近1)和伸長(zhǎng)率(RE-n-EX-RS66合金的伸長(zhǎng)率大于20％)。往復(fù)擠壓獲得高強(qiáng)韌快速凝固Mg-Zn-Y合金的強(qiáng)化機(jī)制包括細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、沉淀析出和彌散分布強(qiáng)化以及位錯(cuò)間的摩擦阻力強(qiáng)化機(jī)制。其中，細(xì)晶強(qiáng)化和Orowan強(qiáng)化機(jī)制是主要的強(qiáng)化機(jī)制。在100～150℃溫度范圍，Mg-Zn-Y合金熱(線)膨脹系數(shù)與制備工藝有關(guān)，材料的膨脹系數(shù)由大到小順序?yàn)椋害羅tCT-Mg-Zn-Y＞α_tRE-n-EX-CT-Mg-Zn-Y＞α_tRE-n-EX-RS-Mg-Zn-Y。RE結(jié)合RS可以獲得低膨脹系數(shù)的Mg-Zn-Y合金。