晶粒度是什么意思（带你走进金属的微观世界）

研究晶体结构的意义：

1.金属冶炼 ，铸造，焊接的过程都存在结晶过程

2. 揭示物质微观结构和性质：晶体结构的研究可以揭示物质的微观结构和性质，为理解物体的宏观性质提供基础。例如，通过对金属晶体结构的研究可以深入探究金属的导电、加工性等性质。

3. 指导新材料的设计和合成：晶体结构与材料的性质密切相关，对于新材料的设计与合成，晶体结构的研究是不可或缺的。通过对晶体结构的分析，可以进一步探究材料的物理化学性质，并验证其在应用中的性能。

八.金属晶粒大小的控制

本节主要讲，晶粒大小的性能的影响，影响晶粒大小的因素，控制晶粒大小的方法，晶粒度大小表示方法

1.晶粒大小的对金属性能的影响

金层晶粒大小对金属许多性能有很大影响。晶粒大小的影响，其实质是晶粒位向和晶界面积大小对金属性能的影响。在常温下工作金属，其强度，硬度、塑性、韧性等，一般都是随着晶粒细化而有所提高，对在高温下工作的金属，晶粒过大和过小，强度都不好，

可是用于制造电动机和变压器硅钢片，反而要求粒越粗大越好。

2、影响晶粒大小的因素

结晶既然由形核和长大两个基本过程所组成的，那么晶粒大小必需由形核率N和长大速度

这两因素决定。单位面积的晶粒数Z与形核率N及长大速度Vg的关系如下

Z=1.1(N/Vg)1/2

由上式知，凡能促进形核率，抑制长大速度V的因素，都能细化晶粒，反之则粗化晶粒

3.、控制晶粒大小的方法

1）控制过冷度

金属结晶时，形核率和长大速度与过冷度的关系如图所示。从图可知，在一般态金属可以达到的过冷度范围内，T越大，N/Vg比值越大，因而晶粒越小。而且冷却速度越大过冷度T也越大。所以控制金属结晶时的冷却速度就可以控制过冷度T。

在生产上，加快液相冷却速度从而增加过冷度T的方法主要有：降低浇注温度从而降铸型温度；采用蓄热大和散热快的金属铸型；局部加冷铁以及采用水冷铸型等等。

2）.变质处理

变质处理是在浇注之前往液态金属之中加入某种物质，促进非自发形核或抑制晶粒长大

速度而细化晶粒的方法。

用于细化晶粒的变质剂有以下几种：

1)向液态金属中加入同类金属的细粒，或结构完全对应的高熔点物质的细粒，在液相中

直接起晶核的作用而增加晶核的。例如，在浇注灰铸铁时加入石墨粉，在浇注高锰钢时如入

锰铁粉等等。

2)向液态金属中加入少量的某种元素或化合物成为形核的基底促进非自发形核，使形核

率N大大增加从而细化晶粒的。例如，向铝液中加入TiC、VC、ZrC、WC、MoC;向钢液中加入Ti、Z、B、A1等。

3)加入能减慢结晶物质的晶体长大速度而细化晶粒。例如，在铝硅合金虽加入钠盐，进行变质处理而使铝细化。

3）.机械振动、超声波振荡和电磁搅拌等物理方法来细化晶粒。它们主要用于非常复杂的铸件。

4.晶粒度大小表示方法

晶粒度的定义：晶粒度(grain size)是表示晶粒大小的尺度。常用的表示方法有单位体积的晶粒数目(ZV)，单位面积内的晶粒数目(ZS)或晶粒的平均线长度(或直径)。工业生产上采用晶粒度等级来表示晶粒大小。标准晶粒度共分12级，1~4级为粗晶粒，5~8级为细晶粒，9~12级为超细晶粒度。

晶粒度是度量晶粒大小的一个概念。我国晶粒度评定方法标准GB/T 6394—2002。方法是将制备好的试样放在100倍显微镜下测定，视场直径为0.8mm。测定时先对试样作全面观察，然后将有代表性视场与标准级别图相对照，测得晶粒度级别。