晶體在生�(zhǎng)過程�,由于受到外界空間的限制,未能發(fā)育成具有�(guī)則形�(tài)的晶�,而只是結(jié)晶成顆粒狀即稱為晶��
1.晶界上有界面能的作用,因�晶粒形成一�(gè)在幾何學(xué)上與肥皂泡相似的三維陣列�
2.晶粒邊界如果都具有基本上相同的表面張力,晶粒呈正六邊形�
3.在晶界上的第二類夾雜物(雜�(zhì)或氣泡),如果它�?cè)跓Y(jié)溫度下不與主晶相形成液相,則將阻礙晶界移動(dòng)�
在燒�(jié)體內(nèi)晶界移動(dòng)有以下七種方式: 氣孔靠晶格擴(kuò)散移�(dòng)� 氣孔靠表面擴(kuò)散移�(dòng)� 氣孔靠氣相傳�� 氣孔靠晶格擴(kuò)散聚�� 氣孔靠晶界擴(kuò)散聚合; 單相晶界本征遷移� 存在雜質(zhì)牽制晶界移動(dòng)�
晶界在多晶體中不同晶粒之間的交界�,據(jù)估計(jì)晶界寬度約為5-60nm。晶界上原子排列疏松霍亂,在燒結(jié)傳質(zhì)和晶粒生�(zhǎng)過程中晶界對(duì)坯體致密化起著十分重要的作用。由于燒�(jié)體中氣孔形狀是不�(guī)則的,晶界上氣孔的擴(kuò)大、收縮或�(wěn)定與表面張力、潤(rùn)濕角、包圍氣孔的晶粒�(shù)有關(guān),還與晶界遷移率、氣孔半�、氣孔內(nèi)氣壓高低等因素有�(guān)� 在離子晶體中,晶界是陰離子快速擴(kuò)散的通道。離子晶體的燒結(jié)與金屬材料不�。陰、陽(yáng)離子必須同時(shí)�(kuò)散才能導(dǎo)致物�(zhì)的傳遞與燒結(jié)。晶界上溶質(zhì)的偏聚可以延伸晶界的移動(dòng)名家素坯體致密化,為了從坯體中完全排除氣�,獲得致密燒�(jié)�,空位�(kuò)散必須在晶界上保持相�(dāng)高的速率/只有通過抑制晶界的移�(dòng)才能使氣孔在燒結(jié)的始終都保持在晶界上,避免晶粒的不連續(xù)生長(zhǎng)。利用溶�(zhì)在晶界上偏析的特征,在坯體中添加少量溶質(zhì)(燒�(jié)助劑�,就能達(dá)到抑制晶界移�(dòng)的目的�
1.直�(cè)�(jì)算法
(1) 利用物鏡�(cè)微尺寸出目鏡�(cè)微尺(或毛玻璃投影屏上的刻�)每一刻度的實(shí)際��
選定物鏡,并選用帶有目鏡�(cè)微尺的目�。將物鏡�(cè)微尺置于樣品�(tái)�,調(diào)�、調(diào)節(jié)樣品�(tái),使物鏡�(cè)微尺的刻度與目鏡�(cè)微尺(或投影屏上的刻度�)良好吻合�
已知物鏡�(cè)微尺的滿刻度�1mm,共分為100�,則最小格�0.01mm。在這一物鏡的放大倍數(shù)�,物鏡測(cè)微尺的Y格與目鏡�(cè)微尺的X�(或投影屏上的刻度)相重�,則目鏡�(cè)微尺(或投影屏�)上的每一刻度格值即可求得:
例一:物鏡測(cè)微尺�10格和目鏡�(cè)微尺上的20格重合,則:
目鏡�(cè)微尺的每一刻度格�
例二:物鏡測(cè)微尺�30格和投影屏刻尺上�30格重�,則�
投影屏刻尺上的每一刻度格�
(2) 利用已知目鏡�(cè)微尺的格�(或投影屏格�)�(jìn)行晶粒尺寸或其它組織單元�(zhǎng)度的�(cè)定�
在得知格值后,可取掉物鏡�(cè)微尺,放上被�(cè)樣品,利用帶有測(cè)微尺的目�(�?qū)@微圖象投影到毛玻璃屏�)�(jìn)行測(cè)�。為了使�(cè)量結(jié)果更具代表性,在數(shù)出測(cè)微尺刻尺線段上所交截的晶粒數(shù)�,可旋轉(zhuǎn)目鏡,測(cè)定幾�(gè)不可方向上的交截晶粒�(shù),求出晶粒的平均直徑
式中:d--晶粒平均直徑�
x--目鏡�(cè)微尺上所占格�(shù)�
n--刻尺線段交截的晶粒數(shù)�
例:已知使用某一物鏡�(shí),目鏡測(cè)微尺格值為0.01mm,在目鏡�(cè)微尺�60格內(nèi)占有的晶粒數(shù)�10�(gè)�
則:
2.鋼的晶粒度�(cè)�(參考YB27-77)
名詞解釋
起始晶粒�--�(dāng)鋼加熱到臨界�(diǎn)AC1�(shí),晶粒的尺寸急劇減小,珠光體向奧氏體�(zhuǎn)變剛一�(jié)束時(shí)的細(xì)粘奧氏體晶粒,通常叫起始晶粒度�
奧氏體本�(zhì)晶粒�--�(dāng)鋼加熱至930℃和保溫足夠的時(shí)間所�(gè)有的奧氏體晶粒大小。它表示鋼的奧氏體晶粒在�(guī)定溫度下�(zhǎng)大的傾向�
�(shí)際晶粒度--在交貨狀�(tài)下鋼的實(shí)際晶粒大小,及經(jīng)不同熱處理后,鋼和零件所得到的實(shí)際晶粒大��
(1) 用比較法�(cè)定鋼的奧氏體(本質(zhì))晶粒�
目前生產(chǎn)中,一般都采用比較法測(cè)定晶粒度,在用比較法�(cè)定時(shí),應(yīng)遵循下面的評(píng)定原則:
a. 試樣制好�,在100倍的顯微鏡下�(cè)�。其視場(chǎng)直徑�0.80mm�
b. �(cè)定時(shí),首先在顯微鏡上作全面觀察,然后選擇晶粒度具有代表性的視場(chǎng)與標(biāo)�(zhǔn)中的1-8�(jí)�(jí)別圖相比�,確定試樣晶粒度的級(jí)別�
c. 如果顯微鏡的放大倍數(shù)不是100倍時(shí),仍可按�(biāo)�(zhǔn)晶粒度級(jí)別圖�(cè)定其晶粒�,隨后根�(jù)所選用的倍數(shù)按表9-1換算�100倍時(shí)的標(biāo)�(zhǔn)晶粒度級(jí)��
d. �(biāo)�(zhǔn)圖可用帶8�(jí)晶粒度刻度毛玻璃屏為�(zhǔn)�
�12-1
放大倍數(shù)粒度�(jí)�(shù)
100-10123456789101112
5012345678------
200----12345678--
300-----12345678-
400------12345678
(2) 用弦�(jì)算法�(cè)定鋼的晶粒度
�(dāng)�(cè)量精度要求較高或�(dāng)晶粒為橢園形�(shí),可采用弦計(jì)算法�(cè)定,此時(shí)�(yīng)遵守以下原則�
a. 先�(jìn)行初步觀�,以選擇具有代表性的部位和適合的倍數(shù),選擇倍數(shù)�(shí),先�100倍,�(dāng)晶粒過大或過小時(shí),可適當(dāng)�(diào)定顯微鏡的倍數(shù),以�80mm直徑的視�(chǎng)�(nèi)不少�50�(gè)晶粒為宜�
b. 將顯微圖象投影到毛玻璃屏�,計(jì)算被一條直線相交的晶粒�(shù)目,直線要有足夠的長(zhǎng)�,以便使被一條直線相交截的晶粒數(shù)不少�10�(gè)�
c. �(jì)算時(shí),直線端部未被完全交截的晶粒�(yīng)以一�(gè)晶粒�(jì)��
d. 最少應(yīng)選擇三�(gè)不同部位的三條直線來�(jì)算相截的晶粒�(shù)。用相截的晶??�?shù)除以選用直線的總�(zhǎng)�(�(shí)際長(zhǎng)度以毫米�(jì)),得出弦的平均長(zhǎng)�(mm)�
e. 用弦的平均長(zhǎng)度查�9-2確定鋼的晶粒度�
f. �(jì)算也可以在帶有刻度的目鏡上直接�(jìn)��
(3) �(cè)定非等軸晶粒�(shí)(扁園或伸�(zhǎng)�),沿試樣的三軸線分別�(jì)算出各軸線方向每一毫米�(zhǎng)度的平均晶粒�(shù)�。每一軸線方向的平均晶粒靈�,必須在不少于三條直線上求得。由試樣三�(gè)軸線方向得出的每一毫米�(zhǎng)度的平均晶粒�(shù)量值之積乘以晶粒扁園系�(shù)0.7,即可求出每1mm3�(nèi)的平均晶粒數(shù)。再查表9-2確定其晶粒度�
式中:n--�1mm3�(nèi)平均晶粒�(shù)�
n1--a軸方向每一毫米�(zhǎng)度平均晶粒數(shù)�
n2--b軸方向每一毫米�(zhǎng)度平均晶粒數(shù)�
n3--c軸方向每一毫米�(zhǎng)度平均晶粒數(shù)�
0.7--晶粒扁園度系�(shù)�
1.控制過冷度
鑄造澆鑄時(shí)降低澆鑄溫度,用金屬�、石墨型代替砂型等增加ΔT�
2.變�(zhì)處理
在金屬澆鑄前向液�(tài)金屬�(nèi)加變�(zhì)劑(形核劑)促�(jìn)大量非自�(fā)形核,細(xì)化晶��
3.振�(dòng)、攪�
�(duì)即將凝固的金屬�(jìn)行振�(dòng)或攪�,一方面輸入能量促使形核,另一方面使成�(zhǎng)中的枝晶破碎,使晶核�(shù)目增加,�(xì)化晶��