입자 크기는 재료의 기계적 특성에 큰 영향을 미칩니다. 입자를 정제하면 재료의 강도와 경도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 재료의 가소성과 인성을 향상시킬 수 있습니다. 결정립 미세화는 재료의 강도와 인성을 모두 향상시킬 수 있는 유일한 재료 강화 방법입니다.
그러면 어떻게 곡물을 정제할 수 있을까?
금속 결정화의 관점에서 각 입자는 핵 생성을 거쳐 성장합니다. 따라서 입자의 크기는 핵 생성 속도와 성장 속도에 따라 달라집니다. 핵 생성 속도가 클수록 원래 결정 핵의 수가 많고 입자가 미세해집니다.
입자 성장 속도가 느릴수록 입자 성장 과정에서 더 많은 결정핵이 형성되고 최종 입자는 더 작아집니다.
이를 통해 핵생성을 촉진하고 입자성장을 억제할 수 있는 모든 요소가 재료의 입자를 미세화할 수 있음을 알 수 있습니다.
금속 결정화 과정 동안 입자는 다음과 같은 방법을 통해 정제될 수 있습니다.
1. 과냉각도를 조절한다. 핵생성 속도와 성장률은 모두 과냉각 정도와 관련이 있습니다. 과냉각도를 높이면 핵생성 속도와 성장 속도가 모두 증가하지만 핵 생성 속도는 더 빠르게 증가합니다. 따라서 정상적인 상황에서는 과냉각도가 높을수록 입자가 더 미세해집니다.
그림 1
가감. 과냉각도를 높이면 결정립이 미세화될 수 있지만 대형 부품 및 주조품의 경우 표면 과냉각도가 크더라도 코어를 표면과 동일한 냉각 속도에 도달시키는 것이 불가능하므로 코어가 결정립을 효과적으로 미세화할 수 없습니다. 과냉각의 정도. 수정을 통해 이러한 결함을 피할 수 있습니다.
소위 개질 처리란 주입하기 전에 액체 금속에 핵 생성제, 즉 개질제를 첨가하는 것입니다. 이러한 핵 생성제는 액체 금속의 불균일한 핵 생성을 대량으로 촉진하여 결정립 미세화의 목적을 달성합니다. 이것이 Ti 및 V와 같은 합금 원소가 강철에 첨가되는 이유입니다.
진동 및 교반. 금속이 응고되려고 할 때 진동 및 교반은 핵 생성을 촉진하고 수지상을 분해하여 입자 미세화의 목적을 달성할 수 있습니다. 기계적 진동, 초음파 진동, 전자기 교반 등은 모두 입자 미세화의 목적을 달성할 수 있습니다.
또한, 열간압연이나 단조공정에서도 아래 그림과 같이 변형정도와 열간압연 및 단조온도를 조절하여, 즉 압연과 냉각을 조절함으로써 결정립을 미세화할 수 있다.
그림 2
상변태, 재결정화 등의 열처리를 통해 입자를 미세화할 수 있습니다. 강철의 경우 강철을 가열하여 오스테나이트화합니다. 오스테나이트화가 막 완료되면 입자가 가장 작습니다. 적절한 보온 후 냉각을 통해 곡물을 정제할 수 있습니다. 냉간 변형 후 회복 및 재결정화를 통해 입자를 미세화할 수도 있습니다.