常用的細化晶體晶粒的方法

A. 晶粒的大小對金屬的力學性能有何影響細化晶粒的常用方法有哪幾種

金屬結晶後是由許多晶粒組成的多晶體，晶粒大小可以用單位體積內晶粒數目來表示。數目越多，晶粒越小。為了測量方便常以單位截面上晶粒數目或晶粒的平均直徑來表示。金屬的晶粒大小對金屬的許多性能有很大影響。晶粒度的影響，實質是晶界面積大小的影響。晶粒越細小則晶界面積越大，對性能的影響也越大。
對於金屬的常溫力學性能來說，一般是晶粒越細小，則強度和硬度越高，同時塑性和韌性也越好。這是因為，晶粒越細，塑性變形也越可分散在更多的晶粒內進行，使塑性變形越均勻，內應力集中越小；而且晶粒越細，晶界面越多，晶界越曲折；晶粒與晶粒中間犬牙交錯的機會就越多，越不利於裂紋的傳播和發展，彼此就越緊固，強度和韌性就越好。表列出晶粒大小對純鐵的力學性能影響。由表可見細化晶粒對於提高金屬的常溫力學性能作用很大，因此，通常總是希望鋼鐵材料的晶粒越細越好。
但是在高溫工作的金屬材料，晶粒過大或過小都不好。因此通常希望得到適中的晶粒度，在有些情況下反而希望晶粒越粗越大越好。例如，製造電動機和變壓器的硅鋼片就是這樣，晶粒越粗大，其磁帶損耗越小，效率越高。總之，晶粒度對金屬性能的影響是多方面的，要具體情況具體分析

走我們老師課件上面找的一段
希望對你有幫助

B. 生產中，為什麼要細化晶粒常用的細化晶粒的方法有哪些

為何要細化晶粒：
因為一般地說，在室溫下，細晶粒金屬具有較高的強度和韌性。
細化晶粒的方法有哪些：
1、增加過冷度
2、變質處理
3、振動處理
生產（proce），指人類從事創造社會財富的活動和過程，包括物質財富、精神財富的創造和人自身的生育，亦稱社會生產。狹義生產僅指創造物質財富的活動和過程。也指動物的繁衍後代。

C. 細化金屬材料晶粒的方法有哪些

一、液態結晶過程中的細化
1、增加過冷度，加大冷卻速度。
2、添加形核劑、孕育劑、變質劑
3、振動處理
4、電磁攪拌、超聲波攪拌
二，固態下的晶粒細化
1、熱處理細化：包括正火、感應加熱淬火等方式
2、塑性變形+再結晶細化

D. 最常用的細化晶粒的方法是提高冷卻過程的什麼和什麼

（1）在液態金屬結晶時,提高冷卻速度,增大過冷度,來促進自發形核.晶核數量愈多,則晶粒愈細.
（2）在金屬結晶時,有目的地在液態金屬中加入某些雜質,做為外來晶核,進行非自發形核,以達到細化晶粒的目的,此方法稱為變質處理.這種方法在工業生產中得到了廣泛的應用.如鑄鐵中加入硅、鈣等.
（3）在結晶過程中,採用機械振動、超聲波振動、電磁攪拌等,也可使晶粒細化.

細化晶粒讓質地變得更加純凈和堅韌。方法有:添加微量元素，增加凝固時長，鍛造專等。

添加微量元屬素或孕育劑，使鑄態下得到細小的晶粒。增加凝固過程的冷去速度，可在鑄態下獲得細小晶粒。通過鍛造，打破鑄態晶粒，獲得細小的晶粒。細化的晶粒與粗大的晶粒相比，鋼材具有更好的力學性能。

在液態金屬結晶時,提高冷卻速度,增大過冷度,來促進自發形核。晶核數量愈多,則晶粒愈細。在金屬結晶時,有目的地在液態金屬中加入某些雜質,做為外來晶核,進行非自發形核,以達到細化晶粒的目的,此方法稱為變質處理。

這種方法在工業生產中得到了廣泛的應用.如鑄鐵中加入硅、鈣等。在結晶過程中,採用機械振動、超聲波振動、電磁攪拌等,也可使晶粒細化。

E. 生產中細化晶粒的常用方法有哪幾種為什麼要細化晶粒

細化晶粒讓質地變得更加純凈和堅韌。方法有:添加微量元素，增加凝固時長，鍛造等。
添加微量元素或孕育劑，使鑄態下得到細小的晶粒。增加凝固過程的冷去速度，可在鑄態下獲得細小晶粒。
通過鍛造，打破鑄態晶粒，獲得細小的晶粒。細化的晶粒與粗大的晶粒相比，鋼材具有更好的力學性能。
在液態金屬結晶時,提高冷卻速度,增大過冷度,來促進自發形核。
晶核數量愈多,則晶粒愈細。在金屬結晶時,有目的地在液態金屬中加入某些雜質,做為外來晶核,進行非自發形核,以達到細化晶粒的目的,此方法稱為變質處理。
這種方法在工業生產中得到了廣泛的應用.如鑄鐵中加入硅、鈣等。在結晶過程中,採用機械振動、超聲波振動、電磁攪拌等,也可使晶粒細化。

F. 細化晶粒的途徑有哪些

細化晶粒的方法有：降低熔液的澆注溫度、變質處理、震動攪拌等方法。
1、增大過冷度可以提高形核率與生長速率的比值，從而使晶粒數增大，晶粒細化。增大過冷度，實際上是提高金屬凝固時的冷卻速度，這可以通過採用吸熱能力強、導熱性能好的鑄型（如金屬型），以及降低熔液的澆注溫度等措施來實現。這種方法對於小型鑄件或薄壁鑄件效果較好，但對於大型鑄件就不合適了。
2、變質處理就是向金屬液體中加入一些細小的形核劑（又稱為孕育劑或變質劑），作為非均勻形核的基底，從而使晶核數大量增加，晶粒顯著細化。變質處理是工業生產中廣泛使用的方法。
3、震動、攪拌在澆注和結晶過程中進行機械振動或攪拌，也可以顯著細化晶粒。這是因為振動和攪拌能夠向金屬液體中輸入額外能量、增大能量起伏，從而更加有效地提供形核所需要的形核功。
另一方面，振動和攪拌可以使枝晶碎斷，增大晶核數量方法有機械法、電磁法、超聲波法等。

G. 根據凝固理論，細化晶粒的基本途徑有哪些

1、改變結晶過程中的凝固條件，盡量增加冷卻速度，另一方面調節合金成分以提高液體金屬過冷能力，使形核率增加，進而獲得細化的初生晶粒。

2、進行塑性變形時嚴格控制隨後的回復和再結晶過程以獲得細小的晶粒組織。

3、利用固溶體的過飽和分解或粉末燒結等方法，在合金中產生彌散分布的第二相以控制基體組織的晶粒長大。

4、通過同素異形轉變的多次反復快速加熱冷卻的熱循環處理來細化晶粒。

5、機械振動、超聲波振動和電磁振動。

細化晶粒與冷度的關系：

都與過冷度有關，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范圍內，過冷度越大，晶粒越細小。

鋁及鋁合金鑄錠生產中增加過冷度的方法主要有降低鑄造速度、提高液態金屬的冷卻速度、降低澆注溫度等。但是，如果沒有較多的游離晶粒的存在，增加激冷作用反而不利於細晶粒區的形成和擴大。

H. 如何細化晶粒

細化晶粒的基本做法是：在晶粒的形成過程中增加形核率與減小晶粒的長大速度來現實，如晶粒已成形，設法打碎原來的粗大晶粒。因而可考慮以下方法：
1.適當加大過冷度（可適當增加冷卻速度來現實，但不能過快）；
2.加入形核劑，如加入鈦、鈮、鉻等等以增加形核率；
3.振動處理：可採用機械振動，超聲波振動來細化晶粒（類似於把原來已形成的粗大枝晶打碎）；
4.通過熱處理：以鋼為例，將鋼進行加熱奧氏體化（具體的加熱溫度由材料的化學成份而定），奧氏化化剛完成時得到細小晶粒（注意不能保溫過長時間，以防其又變成粗大晶粒，保溫時間可從工件材料、加熱爐效率、工件截面等方面進行估算），之後以適當的速度冷卻。即可通過退火、正火等方式進行。
由於不知你是在哪種情況之下考慮細化晶粒，可能針對性不強。

I. 細化晶粒的方法有哪些

1、冶金處理細化晶粒

鑄造過程中傳統的晶粒細化方法主要是通過添加形核劑進行變質處理來實現，通過提供大量的彌散質點促進非均勻形核，使鋼液凝固後獲得更多的細小晶粒。

此外，合金化也可以有效地細化鋼鐵的晶粒：一方面是某些元素，例如Mn、Cr等，可以降低相變溫度，細化晶粒並細化相變過程中或相變後析出的微合金碳氮化合物；另一方面是某些強碳氮化合元素與鋼中的碳或氮形成微納米級的化合物，對晶粒的長大起到強烈的阻礙作用，同時也促進形成大量的非均勻晶核以細化晶粒。

2、形變熱處理細化晶粒

形變熱處理是一種將固態相變或再結晶與機械變形有機結合在一起進行材料熱處理的手段，對材料組織細化極為有效。利用形變熱處理，可以同時達到成型和改善顯微組織的雙重目的，使工件獲得優異的強度和韌性。

3、磁場或電場細化晶粒

強磁場或電場是影響金屬相變的重要因素：由於不同相具有不同的磁導率或電介質常數，電磁場將影響其吉布斯（Gibbs）自由能進而影響到y-a相變溫度。在熱軋過程中採用間斷施加磁場或者電場的方法可以改變AC3溫度，反復進行奧氏體-鐵素體相變，促進鐵素體晶粒細化。外加磁場或電場將增大淬火冷卻時從奧氏體向馬氏體轉變的相變驅動力，可獲得與增大過冷度相同的效果，從而增加馬氏體的形核率，降低其生長速度，達到組織細化的目的。

4、球磨細化晶粒

球磨法是指將大塊物料放入高能球磨機中，利用介質和物料之間相互研磨和沖擊使物料細化，其產物一般為粉料，形狀不規則，表面也可能與介質發生化學反應而受污染，粒子因受到多次變形、硬化和斷裂，會有大量缺陷存在，因而表面缺陷多且活性極高。

5、非晶晶化細化晶粒

非晶晶化法通常由非晶態固體的獲得和晶化2個過程組成：非晶態固體可通過熔體激冷、高速直流濺射等技術制備，晶化通常採用等溫退火方法實現，近年來還發展了分級退火、脈沖退火等方法。

6.強塑性變形細化晶粒

強塑性變形細化晶粒法目前有等通道擠壓法，高壓扭轉法，累積疊軋焊法，多向壓縮法。但每種方法都有一定的局限，且可加工的尺寸都有限。

(9)常用的細化晶體晶粒的方法擴展閱讀：

晶粒度檢測的方法

（1）滲碳法。將試樣在930℃±10℃保溫6h，使試樣表面獲得1mm以上的滲碳層。滲碳後將試樣爐冷到下臨界溫度以下，在滲碳層中的過共析區的奧氏體晶界上析出滲碳體網，經磨製和浸蝕後便顯示出奧氏體晶粒邊界。這種方法適於滲碳鋼。

（2）氧化法。將試樣檢驗面拋光，然後將拋光面朝上放入加熱爐中，在860℃±10℃加熱1h，然後淬入水中或鹽水中，經磨製和浸蝕後便顯示出由氧化物沿晶界分布的原奧氏體晶粒形貌。這種方法適用於碳含量為0.35%～0.60%的碳鋼和合金鋼。

（3）網狀鐵素體法。將碳含量不大於0.35%的試樣在900℃±10℃、碳含量大於0.35%的試樣在860℃±10℃加熱30min，然後空冷或水冷，經磨製和浸蝕後沿原奧氏體晶界便顯示出鐵素體網。這種方法適用於碳含量為0.25%～0.60%的碳鋼和碳含量為0.25%～0.50%的合金鋼。

（4）直接淬火法。將碳含量不大於0.35%的試樣在900℃±10℃、碳含量大於0.35%的試樣在860℃±10℃加熱60min，然後淬火，得到馬氏體組織，經磨製和浸蝕後顯示奧氏體晶界。為了清晰顯示晶界，在腐蝕前可在550℃±10℃回火1h。這種方法適用於直接淬火硬化鋼。

（5）網狀滲碳體法。將試樣在820℃±10℃加熱，保溫30min以上，爐冷到下臨界點溫度以下，使奧氏體晶界上析出滲碳體網。經磨製和浸蝕後顯示奧氏體晶粒形貌。這種方法適用於過共析鋼。

（6）網狀珠光體法。採用適當尺寸的棒狀試樣，加熱到規定的淬火溫度，保溫後將試樣的一端在水中淬火，經磨製和浸蝕後可以看到細珠光體網顯示出的奧氏體晶粒形貌。這種方法適用於其他方法不能顯示的過共析鋼。

J. 實際生產中常用什麼 有效方法獲得細晶粒

實際生產細晶可採用：

1、增大過冷度；

2、加變質劑，提高N；

3、物理方法，如超聲波振動、機械振動使枝晶破碎等。

晶粒細小，則金屬強度，硬度高，塑性，韌性好，耐磨性強。反之，晶粒粗大，金屬塑性，韌性較差，不耐磨，綜合性能差；晶粒大小主要取決於形核率N和晶核的長大速率G，一般提高N/G的比率，可細化晶粒，如增大過冷度。

(10)常用的細化晶體晶粒的方法擴展閱讀：

晶粒度標准等級分為8級，1級最大，8級最小。奧氏體晶粒在100倍顯微鏡下，其大小與標準的晶粒度進行對比，凡度晶粒為1~5級的定為本質粗晶粒鋼，5~8級的定為本質細晶粒鋼。此外，還有超細晶粒鋼。

鋼的奧氏體晶粒大小是在一定加熱條件下形成的，稱為奧氏體實際晶粒度，它的大小對冷卻轉變後鋼的性能有明顯的影響，奧氏體晶粒越細小，則淬火後的晶粒也越細，力學性能也越好，特別是對沖擊韌度有明顯的提高。因此，鋼在淬火加熱時，為得到細小而均勻的奧氏體晶粒，首先要選用本質細晶粒鋼；其次，加熱溫度必須控制，不能過高。