简答题（共50分）1. 晶粒大小对金属的性能有什么影响？细化晶粒的方法有哪几种？（9分）

考查要点：本题主要考查金属材料中晶粒大小对性能的影响规律，以及细化晶粒的常用方法。
解题核心：

1. 晶粒大小的影响需从常温和高温两种情况分析，明确晶粒细化对强度、硬度、塑性、韧性的作用机制。
2. 细化方法需结合金属凝固与加工过程中的工艺手段，重点理解晶核形成与晶粒长大的控制原理。
   关键点：

• 晶界面积与性能关系：晶粒细化增加晶界面积，影响位错运动与滑动。
• 温度对晶粒作用的双重性：高温下晶界稳定性下降，需平衡晶粒大小。

晶粒大小对金属性能的影响

1. 常温下：

   • 晶粒越细小，晶界数量越多，晶界面积越大。
   • 强度与硬度提高：晶界阻碍位错运动，增加变形抗力。
   • 塑性与韧性改善：细晶粒分散裂纹扩展路径，吸收更多能量。

2. 高温下：

   • 晶界呈粘滞状态，易发生滑动，细晶粒无明显优势。
   • 晶粒过大或过小均不利：粗晶粒易产生应力集中，过细晶粒可能加速蠕变。

细化晶粒的方法

1. 增大过冷度：
   • 增加温度梯度，促进更多晶核形成，抑制晶粒长大。
2. 变质处理：
   • 添加变质剂（如稀土元素），改变晶核形核方式，细化晶粒。
3. 附加振动：
   • 通过机械振动或超声波搅拌，打碎粗大晶粒，促进均匀形核。