晶界对合金性能的影响机理
晶界是固体材料中的一种面缺陷,根据晶界角度的大小可以分为小角晶界
(θ<10°)和大角晶界,亚晶界均属小角度晶界,一般小于 2°,多晶体中 90%以
上的晶界属于大角度晶界。 根据晶界上原子匹配优劣程度可以分为重位晶界和混
乱晶界。在晶界处存在一些特殊的性质: (1)晶界处点阵畸变大,存在晶界能。
晶粒的长大和晶界的平直化都能减少晶界面积, 从而降低晶界的总能量, 这是一
个自发过程。晶粒的长大和晶界的平直化均需通过原子的扩散来实现, 因此,温
度升高和保温时间的增长, 均有利于这两过程的进行;(2)晶界处原子排列不规
则,在常温下晶界的存在会对位错的运动起阻碍作用,致使塑性变形抗力提高,
宏观表现为晶界较晶内具有较高的强度和硬度。 晶粒越细,材料的强度越高, 这
就是细晶强化;高温下则由于晶界存在一定的粘滞性, 易使相邻晶粒产生相对滑
动;(3)晶界处原子偏离平