影響晶粒正常長大的因素(已修改)
2025-05-31 04:06 本頁面
【正文】 ? 影響晶粒正常長大的因素： ? (1) 溫度： 退火溫度是影響晶粒長大的最主要因素 。原子擴散系數(shù) D=D0exp(Q/kT),顯然Ｔ越高，Ｄ越大，晶界越容易遷移，晶粒越容易粗化． ? (2) 分散相粒子： 分散相粒子會阻礙晶界遷移，降低晶粒長大速率 。若分散相粒子為球狀，半徑為 r, 體積分數(shù)為 φ ，晶界表面張力為 σ ，則晶界與粒子交截時，單位面積晶界上各粒子對晶界移動所施加的總約束力為： ? Fmax=3φσ /2r (716) ? FeSi(wSi=)合金在 800186。C 加熱時，由于合金中分布有細小的 MnS顆粒 (體積分數(shù)為，直徑 ? 約 ), ? 晶粒長大 ? 時，晶界 ? 受其釘扎， ? 長大到一定 ? 尺寸就停止 ? 了。 ? 從式 716可以看出：分散相粒 ? 子數(shù)量越多，越細小，對晶界 ? 的阻礙越大。如果晶界移動的 ? 驅(qū)動力完全來自晶界能 (即界面 ? 兩側(cè)的壓應(yīng)力差 △ p=2σ /r晶 ), ? 則 當(dāng)晶界能提供的驅(qū)動力等于 ? 分散相粒子的總約束力時，正 ? 常晶粒長大停止 。此時的晶粒 ? 平均尺寸稱為 極限平均晶粒尺 ? 寸 Rm。 FeSi合金中 MnS粒子限制晶粒長大的顯微照片 ? 由 Fmax=3φσ /2r = 2σ /Rm, 可得： ? Rm=4r/3φ (717) ? 此式表明： 晶粒的極限平均尺寸決定于分散相粒子的尺寸及其所占的體積分數(shù) 。當(dāng)分散相粒子的體積分數(shù)一定時，粒子尺寸越小，極限平均晶粒尺寸也越小。 ? 在鋼中加入少量的 Al, Ti, V, Nb等元素，可形成適當(dāng)數(shù)量的 AlN, TiN, VC, NbC等分散相粒子，有效阻礙高溫下鋼的晶粒長大，保證鋼在焊接和熱處理后仍有良好的機械性能。 ? (3) 微量熔質(zhì)或雜質(zhì)： 固熔體中的微量熔質(zhì)或雜質(zhì)往往偏聚在位錯或晶界處，形成柯氏氣團，能釘扎或拖曳位錯運動 。圖 727顯示了微量 Sn在 300186。C 時對純 Pb晶界移動的作用。 ? 需要注意的是：微量 Sn對純 Pb的某些特殊取向晶界運動影響較小。原因是在這些 特殊取向的晶界上，原子排列規(guī)整，不利于雜質(zhì)原子偏聚 ，因此晶界活動性不受影響。 300186。C時微量Sn對高純Pb晶界移動速度的影響 ? (4) 晶粒間位向差：一般情況下，晶界能越高則晶界越不穩(wěn)定，原子遷移率也越大。晶粒間位向差越大，晶界能也越大，因此遷移率越大 。 ? 另外，有些金屬的晶粒間位向差對遷移率的影響還與溫度有關(guān)，比如鉛， 當(dāng)溫度低于 200186。C時，大角度晶界范圍內(nèi)只有某些特殊位向的晶界移動速度較大； 在 300186。C 時隨晶粒間的位向差增大而增大，到達一定角度后趨于穩(wěn)定。這是 較高溫度時，雜質(zhì)在晶界偏聚的現(xiàn)象不明顯 所致。 ? 圖 728： 200186。C 和 300186。C時，區(qū)域
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