晶粒細化的作用有哪些,細化晶粒的方法有哪些

2022-04-11 02:38:29 字數 4272 閱讀 5785

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主要的作用是增加拉昇強度,提高韌性等機械效能。

1、晶粒細化是指理想的鑄錠組織是鑄錠整個截面上具有均勻、細小的等軸晶,這是因為等軸晶各向異性小,加工時變形均勻、效能優異、塑性好,利於鑄造及隨後的塑性加工。

2、當前已採取的方法有機械攪拌、電磁攪拌、音訊振動及超聲波振動等。利用機械或電磁感應法攪動液穴中熔體,增加了熔體與冷凝殼的熱交換,液穴中熔體溫度降低,過冷帶增大,破碎了結晶前沿的骨架,出現了大量可作為結晶核的枝晶碎塊,從而使晶粒細化。

3、不只晶粒度影響鑄錠的質量和力學效能,枝晶的細化程度及枝晶間的疏鬆、偏析、夾雜對鑄錠質量也有很大影響。枝晶的細化程度主要取決於凝固前沿的過冷,這種過冷與鑄造結晶速度有關。靠近結晶前沿區域的過冷度越大,結晶前沿越窄,晶粒內部結構就越小。

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晶粒細化主要的作用是增加拉昇強度,提高韌性等機械效能,晶粒細小,境介面積大,可以有效防止位錯和晶間滑移,也就是說要使材料斷裂需要跟大的力。尤其是在寒冷的地區,沒有強大的韌度,天氣一冷就很容易損壞裝置。

晶粒越細,枝晶間距越小,屈服強度越高,同時硬度越好。運用的解釋原理為位錯強化機制和裂紋擴充套件機制。細晶是目前唯一的一種既可以提高金屬強度,又可以提高任性的方法。

理想的鑄錠組織是鑄錠整個截面上具有均勻、細小的等軸晶,這是因為等軸晶各向異性小,加工時變形均勻、效能優異、塑性好,利於鑄造及隨後的塑性加工。要得到這種組織,通常需要對熔體進行細化處理。

生產中,為什麼要細化晶粒?常用的細化晶粒的方法有哪些?

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細化晶粒讓質地變得更加純淨和堅韌。方法有:新增微量元素,增加凝固時長,鍛造等。

新增微量元素或孕育劑,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效能。

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.如鑄鐵中加入矽、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。

細化晶粒的方法有哪些

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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、導熱效能好的鑄型(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。

擴充套件資料

影響細化效果的因素:

1、細化劑的種類。細化劑不同,細化效果也不同。實踐證明,al-ti-b比al-ti更為有效。

2、細化劑的用量。一般來說,細化劑加入越多,細化效果越好。但細化劑加入過多易使熔體中金屬間化合物增多並聚集,影響熔體質量。因此在滿足晶粒度的前提下,雜質元素加入的越少越好。

從包晶反應的觀點出發,為了細化晶粒,ti的新增量應大於0.15%,但在實際變形鋁合金中,其他組元(如fe)以及自然夾雜物(如al2o3)亦參與了形成晶核的作用,一般只加入0.01%-0.

06%便足夠了。

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方法:(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。如鑄鐵中加入矽、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。

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,所以需要細化晶粒。

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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新增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奈米級的化合物,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,反覆進行奧氏體-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衝擊使物料細化,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汙染,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製備,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、脈衝退火等方法。

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侷限,且可加工的尺寸都有限。

7樓:可高旻

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。

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一、液態結晶過程中的細化

1、增加過冷度,加大冷卻速度。

2、新增形核劑、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

9樓:匿名使用者

我來總結一下吧,比較全面簡潔的答案:

1.鑄造時,細化晶粒有三種方法:增大過冷度;變質處理;振動、攪拌。

2.通過熱鍛、熱加工(包括熱處理中的退火、正火)來細化晶粒。

3.加入合金元素,形成新相從而抑制晶粒長大。

10樓:匿名使用者

哈 我剛考完~

(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。如鑄鐵中加入矽、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。

11樓:匿名使用者

變質處理。。增加過冷度,,機械攪拌,震動

細化晶粒的方法有哪些,鑄造過程中,細化晶粒的方法有哪幾種?

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 導熱效能好的鑄型 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...

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