首先应了解
晶界和晶界的特点.
两个取向不同的相邻晶粒交接处的界面是晶界.特点是: 晶界处原子排列多有畸变,所以晶界是金属内部各种畸变,缺陷和杂质聚集的地带.这里
自由能较高,相变时先形核;电阻大,熔点低;高温时易滑移,低温时强度高.
不错,晶粒细了,晶界就多了.晶粒每细两级,晶界面积要增大一倍.但晶界的多少与应力的大小并无直接关系.
晶界处畸变,缺陷(如
位错)和杂质的存在才是其强度提高的原因.
强度在很大程度上表现为阻碍位错运动的能力.晶粒细,晶界多,畸变和缺陷就多,位错密度相对就大,发生再运动的可能性就小.因而,晶粒越细小,强化作用就越明显.同时,大量存在的缺陷和杂质也会对材料产生弥散强化效果.
至于塑性韧性的提高,晶粒细小时,应与同样情况下所承受载荷的均匀度和分散度有关,即
单位体积所承受载荷数值减小,
应力集中弱化,脆性减小,韧性提高.
此外,对于体现材料脆性的沿晶开裂,如二类回脆,石状断口等,晶粒细小晶界面积大,使分布在晶界上的脆化质点浓度降低,因而脆性趋势减小.
晶粒细小,强韧性同时提高,初步解释就是这样.