Wpływ wielkości ziarna na właściwości materiałów metalowych
Im drobniejsze ziarno, tym wyższa wytrzymałość i twardość. Ponieważ im drobniejsze ziarno metalu, tym większa całkowita powierzchnia granicy ziaren, im więcej barier dyslokacji i im więcej ziaren o różnych orientacjach musi być skoordynowanych, tym wyższa odporność na odkształcenia plastyczne metalu.
Im drobniejsze ziarno, tym większa plastyczność i wytrzymałość. Ponieważ im drobniejsze ziarna, im więcej ziaren w jednostce objętości, im więcej ziaren bierze udział w odkształceniu i im bardziej równomierne odkształcenie, tym większe odkształcenie plastyczne występuje przed pęknięciem. Gdy wytrzymałość i plastyczność wzrastają w tym samym czasie, praca zużyta przez metal przed pęknięciem jest większa, więc wytrzymałość metalu jest lepsza.
Metoda rozdrabniania ziarna w celu poprawy wytrzymałości, twardości, plastyczności i wiązkości metalu nazywana jest wzmacnianiem drobnoziarnistym.
Metoda obróbki mechanicznej
Metody obróbki mechanicznej obejmują mieszanie mechaniczne i wibracje mechaniczne.
Mieszanie mechaniczne może wywołać ruch względny pomiędzy fazą ciekłą a fazą stałą, czyli ruch konwekcyjny ciekłego metalu, który powoduje łamanie, łamanie i proliferację ramienia dendrytu i osiągnięcie celu rozdrobnienia ziarna. Ale ta metoda ma dwie wady. Jednym z nich jest to, że gdy stop jest mieszany, łatwo jest zaangażować się w gaz i nie można go uzupełnić na czas, i łatwo jest tworzyć wady porowatości i skurczu; Po drugie, podczas mieszania cieczy metalowej o wysokiej temperaturze topnienia, mikser zostaje poważnie uszkodzony, co powoduje zanieczyszczenie stopionego metalu i stwarza nowe problemy z jakością.
Metoda wibracji mechanicznych jest również stosowana do rozbijania dendrytów i powodowania proliferacji zarodkowania przez ruch konwekcyjny stopionego metalu w celu osiągnięcia celu rafinacji struktury krzepnięcia. Ale podczas pracy, gdy częstotliwość drgań mechanicznych wzrasta, efekt rafinacji struktury krzepnięcia metalu zostanie zmniejszony, co powoduje poważne segregację węglika i luz wlewka.
Metoda zewnętrznego pola fizycznego
Zewnętrzna technologia obróbki pola fizycznego polega na zastosowaniu pola fizycznego do stopionego metalu przed lub w trakcie procesu krzepnięcia i wykorzystaniu interakcji między metalem a polem fizycznym w celu poprawy struktury krzepnięcia. Technologia ta ma zalety przyjaznego środowiska i łatwej obsługi. Obecnie hotspoty badawcze w tej dziedzinie skupiają się głównie na następujących trzech aspektach:
(1) Niech prąd przechodzi przez stopiony metal, a mianowicie obróbkę prądem;
(2) Pozwól, aby stopiony metal zestalił się w polu magnetycznym, a mianowicie obróbka polem magnetycznym;
(3) Struktura krzepnięcia stopionego metalu została udoskonalona przez obróbkę ultradźwiękową.