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1．晶粒大小對金屬力學(xué)性能的影響 金屬結(jié)晶后的晶粒大小可用單位體積內(nèi)的晶粒數(shù)目來表示。單位體積內(nèi)的晶粒數(shù)目越多,，說明晶粒越細(xì)小,。實(shí)驗(yàn)證明，在常溫下細(xì)晶粒金屬的力學(xué)性能比粗晶粒金屬高,。這主要是由于晶粒越細(xì)小,，晶界的數(shù)量越多,，位錯(cuò)移動(dòng)時(shí)的阻力增大，使金屬的塑性變形抗力增加,，同時(shí),，晶粒數(shù)量越多，金屬的塑性變形可以分散到更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行,，晶界也會(huì)阻止裂紋的擴(kuò)展,，使金屬的力學(xué)性能提高。表2-1說明了晶粒大小對純鐵力學(xué)性能的影響,。 表2-1 晶粒大小對純鐵力學(xué)性能的影響  由表可知,，細(xì)化晶粒對提高常溫下金屬的力學(xué)性能有很大作用，是強(qiáng)化金屬材料的一種有效方法,。 2．細(xì)化晶粒的方法 金屬結(jié)晶后單位體積內(nèi)晶粒的數(shù)目Z取決于結(jié)晶時(shí)的形核率N和晶核的長大速度G,。形核率是指單位時(shí)間、單位體積金屬液內(nèi)形成的晶核數(shù)目,。Z可用下式判斷  由上式可知,，結(jié)晶時(shí)形核率越大，晶核長大速度越小,，結(jié)晶后單位體積內(nèi)晶粒數(shù)目越多,，晶粒越細(xì)小。因此,，要控制金屬結(jié)晶后的晶粒大小,，必須控制形核率和晶核長大速度這兩個(gè)因素，主要方法有以下三種： (1)增加過冷度,。即加快金屬液的冷卻速度,。金屬結(jié)晶時(shí)的形核率與晶核長大速度均隨過冷度的增大而增加，在很大范圍內(nèi)形核率隨過冷度增加較快,，如圖2-14所示,。因此，增加過冷度能使晶粒細(xì)化,。增加過冷度,，就是要提高金屬凝固的冷卻速度，實(shí)際生產(chǎn)中,，常常采用降低鑄型溫度或采用導(dǎo)熱系數(shù)大的金屬鑄型來提高冷卻速度,。這種方法只適用于中、小型鑄件,。  圖2-14 形核率和晶核長大速度與過冷度關(guān)系示意圖 (2)變質(zhì)處理,。即在澆注前向金屬液中加入少量形核劑（又稱變質(zhì)劑或孕育劑），造成大量非自發(fā)形核，使晶粒細(xì)化,。 (3)振動(dòng)處理,。金屬結(jié)晶時(shí)，對金屬液進(jìn)行機(jī)械振動(dòng),、超聲波振動(dòng)或電磁振動(dòng)等,，使生長中的枝晶破碎，提高形核率,，達(dá)到細(xì)化晶粒的目的,。
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