[交流] 【求助】为什么细化晶粒既可提高金属的强度又可提高金属塑性

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1楼2009-11-06 20:41:19

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anxianghai7681

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有些地方不同意版主的意见，首先经过电解沉积出来的细晶材料的塑性仍然是差的，这也就是说虽然塑性变形细化晶粒会引起塑性降低，但是不经过的也不见得高，有人在mse上用位错理论分析过只要金属材料的晶粒低于3micron塑性就会开始降低，虽然不准确，却也是代表着一些看法。
对于5楼所言，确实H-P关系没有考虑织构问题，所以有些情况下不能准确的预测材料的性能，这是因为H-P的原始文章就是一个统计的结果，但是大家经过用了一段时间一看比较好用，因此很多东西都要归纳到H-P关系了，从而又从理论上为这个关系找到理论支撑而已。但是随着晶粒的细化到极致，是否会出现反H-P关系，science和nature上都有文章通过模拟证明存在，但是至今实验上无法证实。曾与Mahajan教授讨论过，他也与卢柯原始讨论过，都认为上升到一定的强度以后会基本上不再符合H-P关系，但是也不太可能出现明显的反H-p关系，都认为应该是随着晶粒的进一步细化可能会是材料的强度达到一个饱和的状态！

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10楼2009-11-07 23:30:44

普通回帖

anxianghai7681

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这个问题已经不是普适的规律了，楼主问的问题强度的提高用hall-petch关系可以解释，而晶粒小的话晶界增加，可以阻止裂纹扩展提高塑性。这是以前教科书上写的，但是现在发展的超细晶材料和纳米晶材料只是提高了强度，而却是损失了塑性！

2楼2009-11-06 20:59:50

wsq_7710

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亚微米或纳米晶，现在发现很多与实际想象不一致的地方，强度没问题，但是延伸率往往较低
Nature有人开始把纳米晶退火，得到bi-modal型即大小混合的晶粒；也有人采用低温/不同应变速率拉伸，塑性+强度都可以保留

大千世界，很奇妙啊

3楼2009-11-06 21:52:44

xucz

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如果仅仅发生了晶粒的细化而没有发生强烈的塑性变形的话，材料的塑性随着晶粒的细化应该还是提高的。

有所为.有所盼

4楼2009-11-06 23:28:02

zhousanduo

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细晶强化啊，这是一种很好的强化工艺。因为细晶粒晶界多阻碍位错运动，当然提高了强度，同时又能增强韧性

有梦才能成功！

5楼2009-11-06 23:42:46

wudinana

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hall-petch关系是没有考虑织构的，所以有些通过大塑性变形得到的超细晶，由于形成强烈的织构，与hall-petch不符。这应该是一个原因。当然hall-petch关系在现在看来其实是一个很粗略的描述，还会有其他很多原因会导致反hall-petch关系的产生。

晶界和晶内的塑性变形能力有很大的差异（竹节现象），细下的晶粒会减少二者间差异，因此均匀变形能力得到提高，这也是细晶提高塑性的一个原因。

6楼2009-11-07 09:32:43

xucz

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引用回帖:

Originally posted by wudinana at 2009-11-7 09:32:
hall-petch关系是没有考虑织构的，所以有些通过大塑性变形得到的超细晶，由于形成强烈的织构，与hall-petch不符。这应该是一个原因。当然hall-petch关系在现在看来其实是一个很粗略的描述，还会有其他很多原因会导 ...

当晶粒细化到一定程度，比如纳米晶尺度，可能会发生反hall-petch关系

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有所为.有所盼

7楼2009-11-07 14:43:02