На какие свойства металла влияет размер зерна: понятие зернистости

Микроструктура металлических соединений представляет большой интерес для металлургии. Мелкозернистые элементы обладают более прочностными свойствами, высокой твердостью, лучше поддаются обработке. При производстве черных и цветных металлов используется метод модифицирования. Он позволяет менять размер и форму фракции.
На какие свойства металла влияет размер зерна понятие зернистости

Размер зерна (кристалла) является образцовой характеристикой физико-химических свойств любых металлов. От данного параметра зависят прочностные параметры, взаимодействие с различными средами, срок эксплуатации. Форму и габариты зерновой фракции можно изменить различными методами. Разберем подробней, на какие свойства металла влияет размер зерна.

Как меняются характеристики металлов от размера зерна

Микроструктура металлических соединений представляет большой интерес для металлургии. Мелкозернистые элементы обладают более прочностными свойствами, высокой твердостью, лучше поддаются обработке.

При производстве черных и цветных металлов используется метод модифицирования. Он позволяет менять размер и форму фракции. В жидкий сплав добавляют специальные примеси (бор в сталь, натрий в алюминий и его сплавы). Подобное искусственное изменение свидетельствует о том, что с уменьшением диаметра главной фракции свойства изделий значительно улучшаются.

Влияние размера зерна на механические свойства металлов проявляются в таких параметрах:

  • увеличивается пластичность, вязкость, прочность на разрыв, если уменьшить размеры, а также изделие становится более устойчивым к деформациям;
  • при перегреве металлической поверхности зерновые габариты растут, как следствие, появляется предрасположенность к хрупкости, появлению трещин;
  • большинство металлов кристаллизуется с переохлаждением. Степень зависит от конкретного материала. При медленном охлаждении получаются крупные зерна, при быстром – более мелкие;
  • чтобы предотвратить рост кристаллов, при ковке и штамповке стали применяют метод полного отжига. Это позволяет снять внутреннее напряжение, благодаря чему повышается твердость материала;
  • предел текучести нелегированной стали обратно пропорционален размеру зерна феррита – важное свойство металлического соединения.

Описанные зависимости подтверждены посредством разнообразных испытаний с такими элементами, как сталь, латунь, разнообразными сплавами.

Зернистость металлов

Природа металлических изделий такова, что они состоят из множества кристаллов, которые соприкасаются друг с другом. Свойства материала зависят от формы, ориентации, размеров рассматриваемых «частиц». Форму кристаллов можно изменить несколькими способами:

  • пластическая деформация – ковка, штамповка, волочение, прокатка. Зерна растягиваются, похожи на волокна, изделие становится прочным. Состояние не устойчивое, поэтому его улучшают нагревом. Процесс называется рекристаллизацией;
  • модифицирование. Введение в жидкий сплав специальных модификаторов;
  • термическая обработка с применением низких температур на завершающей стадии обработки.

Зернистость металла – величина дискретная. Условно ее можно обозначить как показатель распределения зерен в единице объема металла. Отвечает за линейные размеры, крупность. Существуют разные классификации в зависимости от страны производителя.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector