四、晶粒大小对金属力学性能有何影响? 怎样控制铸件晶粒大小? 实际生产中常用什么有效方法获得细晶粒?(10分)

步骤 1：晶粒大小对金属力学性能的影响
晶粒大小对金属的力学性能有显著影响。晶粒细小的金属，其强度、硬度较高，塑性、韧性较好，耐磨性较强。而晶粒粗大的金属，其塑性、韧性较差，不耐磨，综合性能较差。这是因为细小的晶粒可以阻碍位错的运动，从而提高材料的强度和硬度。同时，细小的晶粒可以提供更多的晶界，晶界可以吸收和分散应力，从而提高材料的塑性和韧性。

步骤 2：控制铸件晶粒大小的方法
控制铸件晶粒大小主要取决于形核率N和晶核的长大速率G。一般情况下，提高N/G的比率可以细化晶粒。例如，增大过冷度可以提高形核率，从而细化晶粒。过冷度是指实际冷却温度与理论结晶温度之差，过冷度越大，形核率越高，晶粒越细小。

步骤 3：实际生产中获得细晶粒的方法
实际生产中，获得细晶粒的方法主要有以下几种：
a. 增大过冷度：通过快速冷却，增大过冷度，提高形核率，从而细化晶粒。
b. 加变质剂：在金属液中加入变质剂，可以促进晶核的形成，提高形核率，从而细化晶粒。
c. 物理方法：如超声波振动、机械振动等，可以使枝晶破碎，从而细化晶粒。