1.3.5　細(xì)晶強(qiáng)化

顧名思義,細(xì)晶強(qiáng)化就是通過細(xì)化晶粒從而達(dá)到提升材料的強(qiáng)度的目的,是奧氏體鋼最主要的強(qiáng)化方式之一。其本質(zhì)是在大角度晶界附近,相鄰的晶粒發(fā)生塑性變形時(shí),由于其取向不同,其中一部分大施密特因子的晶粒內(nèi)位錯(cuò)源優(yōu)先開動(dòng),發(fā)生滑移現(xiàn)象,至晶界處受到晶界的阻礙作用,造成了位錯(cuò)塞積現(xiàn)象,產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)力場激活相鄰晶粒內(nèi)的位錯(cuò)源開動(dòng)。

關(guān)于晶粒尺寸對合金屈服強(qiáng)度的貢獻(xiàn)有經(jīng)典的Hall?Petch公式:

σ_G=k_yD-1/2(1?5)

式中　σ_G——合金的屈服強(qiáng)度;

　　k_y——常數(shù);

　　D——平均晶粒尺寸。

細(xì)晶強(qiáng)化的主要機(jī)制是隨著合金基體中晶界數(shù)目的增加,對位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用不斷增強(qiáng),晶界處的位錯(cuò)密度增加,從而導(dǎo)致合金的強(qiáng)度增加。常溫下較細(xì)的晶粒尺寸具有更高的強(qiáng)度硬度以及塑性韌性。在實(shí)際生產(chǎn)過程中細(xì)化晶粒的方法主要有加快合金凝固速度(過冷度)、變質(zhì)處理(加入形核劑)以及振動(dòng)和攪拌的方法。

在合金基體中,晶粒的尺寸越細(xì)小,單位體積內(nèi)晶粒的體積分?jǐn)?shù)越大,在更多晶粒內(nèi)部可以產(chǎn)生更加均勻的變形量,從而合金材料因局部集中應(yīng)力而產(chǎn)生的局部開裂現(xiàn)象的可能性減小,材料在斷裂之前能承受更大的應(yīng)力。