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一文搞懂金属结晶及晶粒组织检测的相关知识_拜恩检测-专业第三方检测机构

发表时间:2019-09-03   来源:

金属结晶及晶粒组织检测在金属机械性能检测项目里较为常见。想要了解金属结晶及晶粒组织,我们首先要明白金属晶界到底是什么?晶界是有一定厚度、原子无规则排列的过渡带。其厚度主要是受相邻晶粒间的位向差的大小及金属纯度的高低的影响,在金属晶体中,它们的厚度,常在几个原子间距到几百个原子间距的范围内变动。

结晶

金属晶界检测实验表明:相邻晶粒间的位向差越大或金属的纯度越低时,晶界就越厚,反之越薄。由于晶界的特殊构造,而使它对金属检测的许多性能及其相变的影响更大于晶内的影响。晶界的特殊构造及其高的晶界能是它具有与晶内不同的特性的根源,这些特性主要有以下几点:

(1)当金属暴露在腐蚀环境里,晶界容易被腐蚀;

(2)晶界处的熔点较晶粒内部低;

(3)当金属内部发生相变时,在晶界处是优先成核的位置;

(4)原子在晶界上扩散比在晶粒内部快;

(5)由于晶界处对晶体的滑移(即位错移动)起阻碍作用,使这里不易产生塑性变形,故晶界处硬度、强度均较晶内为高;

(6)晶界处的电阻率也较晶内为大。

晶粒

结晶和晶粒组织对金属检测性能的影响及意义有哪些?

再结晶从形成无畸变的晶核开始,逐渐长大成位错密度很低的等轴晶粒,当变形基体全部消耗完即进入晶粒长大阶段。再结晶是消除金属加工硬化的重要软化手段,再结晶还是控制金属晶粒大小、形态、均匀程度获得或避免晶粒择优取向的重要手段。

 

影响再结晶的主要因素:温度、变形程度、微量溶质原子、弥散相颗粒。

影响再结晶后晶粒大小的主要因素:变形量、退火温度。另外,金属中的杂质及合金元素以及在变形前的原始晶粒度也会影响再结晶退火后的晶粒大小。

晶界

 

金属力学性能检测里晶粒细化对其有何影响?有哪些途径可以细化晶粒?

细化晶粒可以提高韧性,有助于防止脆性断裂发生,可以降低脆性转化温度,提高材料使用范围,在低强度钢中,利用细化晶粒来提高屈服强度有明显效果。

细化途径:

(1)改变结晶过程中的凝固条件,尽量增加冷却速度,另一方面调节合金成分以提

高液体金属过冷能力,使形核率增加,进而获得细化的初生晶粒。

(2)进行塑性变形时严格控制随后的回复和再结晶过程以获得细小的晶粒组织。

(3)利用固溶体的过饱和分解或粉末烧结等方法,在合金中产生弥散分布的第二相

以控制基体组织的晶粒长大。

(4)通过同素异形转变的多次反复快速加热冷却的热循环处理来细化晶粒。

 

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