钢铁材料晶粒细化技术研究
摘 要：钢铁材料资源丰富，便于加工，是社会和经济发展的基础。因此提高钢铁材料的性能和资源利用率对我国工业和经济的发展非常重要。细化晶粒是提高钢铁材料强韧性的重要方式。本文研究不同细化晶粒方式的对钢铁材料强韧性的影响，总结细化晶粒对钢铁材料的重要性。
关键词：细化晶粒;第二相;动态再结晶;诱导相变;机械研磨
1 前言
钢铁材料利用历史悠久，冶炼生产工艺发展比较成熟，钢铁是地球上含量丰富的金属资源，也是传统材料中最具代表性的。钢铁材料相比于其他金属材料具有强韧性，便于生产加工，其生产成本较低。我国工业的发展需要利用大量钢铁资源，并且钢铁制备及利用也是一个国家工业化水平的表现。随着工业的不断发展进步，先进制造业的发展对机械制造用钢的性能提出了更高的要求，这意味着我们要不断创新提高钢铁材料的冶炼技术，提高钢铁材料的性能。大量试验数据表明，提高钢材的强度可以减轻产品的自重，例如，在建筑用钢中，提高钢的强度可以节约钢材和建筑空间的利用率，桥梁用钢中，提高钢的强度可以减轻桥的重量并提高桥梁承载能力。细化晶粒来提高钢铁材料强韧性是现今最有效，应用最广泛的方式。
2 晶粒细化技术
2.1 晶粒尺寸对钢材强度影响原理
研究表明，钢材的强度与基体的晶粒尺寸有较大关系，由Hall-Petch公式可知，晶粒越細，其屈服强度越大晶粒尺寸在一定范围内减小，可以增加材料塑性。
金属的塑性变形主要由位错运动引起的，因此强化金属的主要途径是阻碍位错运动。晶界是两个晶粒的过渡部分，它的能量比晶内能量高，原子扩散速度快，而且晶界的缺陷比晶内缺陷要多，它还对位错运动有阻碍作用，是金属中的强化部位。细化晶粒的是实质增加单位体积内晶粒的数目，也就是增加晶界面积，金属的晶粒越细，晶界面积越大，对位错的阻碍作用越强。在晶粒中，还存在亚晶界，亚晶界同晶界一样可以阻碍位错运动，对金属有强化作用。因此细化晶粒技术就是从怎么增加晶界面积和减小晶粒大小角度深入。
在国内外，对细晶研究不断深入，细晶技术不断发展创新，日本采用细晶技术多为低温大变形，通过控制温度，使工件在大过冷条件下轧制，这个方式在细晶过程中难以控制温度，对轧机要求高;韩国低温变形，采用应变诱导相变或动态诱导相变机制，在加工过程中，相变时的温度难以控制，热处理变形难以按照预想实施，有一定的误差。<...
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