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八角寨

银虫 (著名写手)

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[求助] 有过柱状晶粒结构的用途（作用）及优缺点，谢谢！

柱状晶粒结构可以在二次再结晶过程中产生的（比如局部退火等条件下）。
外文文献上说：“Columnar-grained microstructures, with grain boundaries aligned parallel to the applied tensile stress direction, can enhance creep properties , improve fatigue resistance and impart crack-stopping behaviors”
（柱状晶粒结构，其晶界平行于拉应力方向，该结构具有增强材料的蠕变特性，提高抗疲劳能力，Impart crack-stopping等优点。）
定向退火已经成功应用于高温材料中产生柱状晶粒结构。

问题：产生的柱状晶粒结构是拉长的晶粒（竹节状，纤维状），而且一般较粗大。被拉长方向与其垂直方向的晶粒特征差别非常大。
这种形状的晶粒具体有什么优点或缺点呢？
上述外文文献说其具有 “增强材料的蠕变特性，提高抗疲劳能力，Impart crack-stopping等优点”，这种说法和细晶强化冲突了？？
一般情况下，晶粒细化，均匀时，材料的强度和韧性更好。还没有找到详细介绍柱状晶粒结构的优缺点及研究意义的相关书籍和资料，如果有的话，帮推荐一下。谢谢。

备注：Impart crack-stopping 该如何翻译呢？

[ Last edited by 八角寨 on 2012-8-5 at 18:08 ]

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1楼 2012-08-05 18:05:35

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comma

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材料人

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【答案】应助回帖

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感谢参与，应助指数 +1
zhyq8767: 金币+2, 专家考核, 感谢专家顾问的详细解答 2012-08-06 11:17:25
八角寨: 金币+20, ★★★★★最佳答案, comma在材料领域，很博学，非常佩服。谢谢comma。祝工作愉快。 2012-08-09 21:35:40

柱状晶在工业生产上很多情况是不利的，但是在另外一些场合它的存在对材料性能有好处。

在钢铁生产方卖弄它普遍存在于现代钢铁生产的连铸坯中，有时候几乎占百分之百，对于钢铁它具有晶粒形状的各向异性和晶体学各向异性（一般长轴为<100>方向）以及尺寸粗大的特点，这些特征将对缺乏固态相变的铁素体钢的后续工艺下的组织、织构产生显著影响，从而影响材料的最终各种性能，甚至恶化板材表面质量，主要表现于表面不平整、瓦楞现象等。这些需要想办法抑制或调整工艺减少它。

柱状晶的影响及控制问题不仅存在于BCC结构的铁素体钢及钼、铊等难熔金属，也普遍存在于FCC结构的奥氏体钢、铝、金、铜及其合金等。

但是，由于其粗大晶界少，有较好的各向异性性能，如在涡轮叶片生产就是控制形成粗大柱状晶，甚至希望得到柱状单晶。有如其在块体材料中界面少，因此具有抗蠕变、疲劳能力。因为粗大界面少，在微观上相当于两个相邻单晶，裂纹跨越强烈各向异性界面困难。Impart crack-stopping应该就是影响裂纹止裂

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