一、细晶强化概念

通常金属是由许多晶粒组成的，晶粒的大小可以使用单位体积中晶粒的数目来表示，数目越多，晶粒越细。细晶材料的强度高韧性好，是金属强化的一种重要的方式。

晶粒细化强化，是指通过晶粒粒度的细化来提高金属的强度，多晶体金属的晶粒边界通常是大角度晶界，相邻的不同取向的晶粒受力产生塑性变形时，部分施密特因子大的晶粒内位错源先开动，并沿一定晶面产生滑移和增殖。滑移至晶界前的位错被晶界阻挡。这样一个晶粒的塑性变形就无法直接传播到相邻的晶粒中去，且造成塑变晶粒内位错塞积。在外力作用下，晶界上的位错塞积产生一个应力场，可以作为激活相邻晶粒内位错源开动的驱动力。

二、晶粒度概述

晶粒度表示晶粒大小的尺度。金属的晶粒大小对金属的许多性能有很大影响。晶粒度的影响，实质是晶界面积大小的影响。晶粒越细小则晶界面积越大，对性能的影响也越大。对于金属的常温力学性能来说，一般是晶粒越细小，则强度和硬度越高，同时塑性和韧性也越好。

三、实现晶粒细化的方法

1、热处理过程时增加过冷度：过冷度增加，形核率与长大速度都增加，但两者的增加速度不同，形核率的增长率大于长大速度的增长率。在一般金属结晶时的过冷范围内，过冷度越大，晶粒越细小。

2、变质处理：向金属液中添加少量活性物质，促进液体金属内部生核或改变晶体成长过程的一种方法，生产中常用的变质剂有形核变质剂和吸附变质剂。

3、振动与搅拌：比较常见是振动焊接技术，在焊接过程中使用振动时效设备做为振动源输入一定频率的振动，使熔化焊的焊道晶粒细化，能够实现焊接应力变小和变形减小的效果，在焊接中较常用的振动时效是山东华云HK振动时效，好用，在焊接后使用能进一步去除应力，效果更好。

振动焊接

焊缝质量对比

4、对于冷变形的金属可以通过控制变形度，退火温度来细化晶粒。

5、豪克能金属纳米制备：所谓纳米制备技术，即在金属表层形成一层纳米级别的晶粒，可以使用豪克能技术实现制备。一下是豪克能经晶粒细化的效果。

四、测定平均晶粒度的基本方法

一般情况下测定平均晶粒度有三种基本方法：比较法、面积法、截点法。具体如下

1、比较法：比较法不需计算晶粒、截矩。与标准系列评级图进行比较，用比较法评估晶粒度时一般存在一定的偏差(±0.5级)。评估值的重现性与再现性通常为±1级。

2、面积法：面积法是计算已知面积内晶粒个数，利用单位面积晶粒数来确定晶粒度级别数。该方法的精确度中所计算晶粒度的函数，通过合理计数可实现±0.25级的精确度。面积法的测定结果是无偏差的，重现性小于±0.5级。面积法的晶粒度关键在于晶粒界面明显划分晶粒的计数

图：面积法

3、截点法：截点数是计算已知长度的试验线段（或网格）与晶粒界面相交截部分的截点数，利用单位长度截点数来确定晶粒度级别数。截点法的精确度是计算的截点数或截距的函数，通过有效的统计结果可达到±0.25级的精确度。截点法的测量结果是无偏差的，重现性和再现性小于±0.5级。对同一精度水平，截点法由于不需要精确标计截点或截距数，因而较面积法测量快。

同心圆测量线（截点法）

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