铸造合金与加工实例
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3.晶粒的间界与晶粒的性质有无异同?

晶界与晶粒内的元素基本一致,仅是晶界上原子排列的位相,与相邻晶粒均不相同,而呈现出散乱或无序状况,故可视为近似非晶质,虽然不是非晶质,但具有近似非晶质的性质,即有黏滞性,其黏滞系数随温度的升高而减小,以纯铝(99.99%)为例,其黏滞系数(n)与温度的关系见表5-1。

表5-1 纯铝不同温度下的黏滞系数

注:1 dyn=10-5N。

在常温的条件下,晶界多(即细晶粒)有阻碍晶体滑移的作用。室温时,金属沿晶内断裂,有利于增大或保持金属材料的强韧性,故常温构件要求细晶粒。在高温时由于晶界的黏滞系数变小,金属材料蠕变性增大,不利于保持高温持久强度,金属沿晶界断裂,故耐高温材料则以粗晶粒为有利。如果晶界上发生有微细粒子沉积时,则有如钉子作用,会阻碍晶界和晶面的滑移,或增大常温强度,或稳定高温强度,当沉积粒子粗大,则消失了阻碍作用,反而加速了高温蠕变。此外晶界比晶面不耐腐蚀,因为晶界上原子排列混乱,或者说自由能高,易于与酸碱发生反应,通常金属的腐蚀都从晶界上开始。