材料成型原理

1材料成型原理1.形核方式有哪些？形核主要分为均匀形核和非均匀形核。均匀形核分又称为匀质形核或自发形核。这种形核方式是新相晶核在母相中均匀地形成，即晶核是通过结构起伏，由近程有序得原子集团直接形成的。非均匀形核，又称为异质形核或非自发形核。这种形核方式是新相晶核在母相中额异质处形成，即晶核是通过依附于液相的杂质或外来质点的表面作为基底面而形成的。对于实际液态金属，由于不可避免地存在杂质或外来质点，故几乎不可能发生均匀形核。且实验证实均匀形核可能达到的过冷度∆T≈0.2Tm，而铸件结晶时的过冷度∆TTm约20℃，故实际金属的结晶方式主要是非均匀形核。2.如何细化晶粒？（1）在液态金属结晶时，提高冷却速度，增大过冷度，来促进自发形核。晶核数量愈多，则晶粒愈细。（2）在金属结晶时，有目的地在液态金属中加入某些杂质，做为外来晶核，进行非自发形核，以达到细化晶粒的目的，此方法称为变质处理。这种方法在工业生产中得到了广泛的应用。如铸铁中加入硅、钙等。（3）在结晶过程中，采用机械振动、超声波振动、电磁搅拌等，也可使晶粒细化。2我在学习材料科学基础时张老师让我们查如何制备超细晶粒钢时，我在网上找到一篇的文章，觉得很有用，所以保存了下来。感觉跟这个问题的主题也很搭，所以现在也选了部分复制下来了。微合金化细化晶粒：般的晶粒细化方法是在炼钢过程中向钢液添加微合金元素(Nb、V、Ti、B、N等)进行变质处理，以提供大量的弥散质点促进非均质形核，从而使钢液凝固后获得更多的细晶粒。这种微合金化(合金的总质量分数小于0.1%)是比较有效的细化钢铁材料晶粒的方法之一。形变诱导相变细化晶粒：形变诱导相变是将低碳钢(w(C)≤0.25%)加热到稍高于奥氏体相变温度(Ac3)，以较高的变形速率(ε。)、足够的变形量(ε)对奥氏体进行连续快速变形，然后急冷，从而获得超细铁素体晶粒的工艺。大塑性变形细化晶粒：用大塑性变形技术也能成功制备超细晶材料。目前大塑性变形技术有：叠轧法、等通道挤压法及高压旋转法等。用大塑性变形技术制备超细晶方法的最大优点是：①无污染；②制备的超细晶材料内部无残留孔；③超细晶材料内部组织均匀;④无机械损伤和裂纹。叠轧法采用传统轧制工艺，对设备无特殊要求且适合于高效率工业生产。热处理细化晶粒:热处理细化晶粒方法主要是对钢材进行快速加热和冷却，以达到抑制晶核长大的一种热处理工艺。主要方法包括循环加热淬火细化和形变热处理细化技术。循环加热淬火细化技术是指选择快速加热能够形成奥氏体的最低温度和最短保温时间进行反复加热淬火来细化晶粒的方法。形变热处理根据变形温度的不同可分为高温形变热处理和低温形变热处理。高温形变热处理是将钢加热到稍高于Ac3温度后保持一段时间达到完全奥氏体化，然后在该温度下以较大的变形量使奥氏体发生强烈变形，并保温一段时间使奥氏体进行起始再结晶，可通过控制高温形变参数以获得所需的形变后相变前的奥氏体组织，并在形变奥氏体晶粒尚未开始长大前淬火和回火，从而获得较细小的马氏体组织。低温形变热处理是将淬火后的钢加热到相变点以下温度时进行大3压下量变形，然后加热到Ac3以上温度进行短时间保温，奥氏体化后迅速淬火和回火。研究结果表明，对低、中碳钢,将回火马氏体经80%压缩变形后再奥氏体化，可得到尺寸为0.91Lm的奥氏体晶粒，淬火后可获得非常细小的马氏体组织。