細晶強化

細晶強化，是指通過晶粒粒度的細化來提高金屬的強度，多晶體金屬的晶粒邊界通常是大角度晶界，相鄰的不同取向的晶粒受力產生塑性變形時，部分施密特因子大的晶粒內位錯源先開動，並沿一定晶面產生滑移和增殖。滑移至晶界前的位錯被晶界阻擋。這樣一個晶粒的塑性變形就無法直接傳播到相鄰的晶粒中去，且造成塑變晶粒內位錯塞積。在外力作用下，晶界上的位錯塞積產生一個應力場，可以作為激活相鄰晶粒內位錯源開動的驅動力。

通過細化晶粒而使金屬材料力學性能提高的方法，工業上將通過細化晶粒以提高材料強度。晶界越多，晶粒越細，根據霍爾-配奇關係式，晶粒的平均值(d)越小，材料的屈服強度就越高。

基本介紹

• 中文名：細晶強化
• 外文名：Fine Grain Strengthening
• 含義：金屬材料力學性能提高的方法
• 工業上：通過細化晶粒以提高材料強度
• 作用： 提高金屬強度
• 行業： 工業

定義

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，越不利於裂紋的擴展。故工業上將通過細化晶粒以提高材料強度的方法稱為細晶強化。

晶粒越細小，位錯集群中位錯個數（n）越小，根據τ=nτ0，應力集中越小，所以材料的強度越高；

細晶強化的強化規律，晶界越多，晶粒越細，根據霍爾-配奇關係式，晶粒的平均值(d)越小，材料的屈服強度就越高。

細化晶粒的方法

1，增加過冷度；

2，變質處理；

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。

5，大塑性形變理論