题目
根据Hall-Petch公式,晶粒尺寸与强度的关系是?A. 晶粒越粗大,强度越高B. 晶粒越细小,强度越高C. 晶粒尺寸与强度无关D. 晶粒尺寸仅影响塑性
根据Hall-Petch公式,晶粒尺寸与强度的关系是?
A. 晶粒越粗大,强度越高
B. 晶粒越细小,强度越高
C. 晶粒尺寸与强度无关
D. 晶粒尺寸仅影响塑性
题目解答
答案
B. 晶粒越细小,强度越高
解析
Hall-Petch公式描述了材料晶粒尺寸与强度之间的关系。其核心思想是:晶粒越细小,材料的强度越高。这一现象主要归因于晶粒细化后,晶界数量增加,阻碍位错运动的能力增强,从而提高了材料的强度。因此,本题的关键在于理解晶粒细化对强度的正向影响,而非晶粒尺寸对塑性或其他性能的影响。
Hall-Petch公式的数学表达式为:
$\sigma = \sigma_0 + K d^{-n}$
其中:
- $\sigma$ 是材料的屈服强度;
- $\sigma_0$ 是与位错密度相关的强度;
- $K$ 和 $n$ 是材料常数;
- $d$ 是晶粒尺寸。
公式解析:
- 晶粒尺寸 $d$ 减小时,第二项 $K d^{-n}$ 会增大,导致整体屈服强度 $\sigma$ 提高。
- 晶粒细化通过增加晶界面积,强化了对位错运动的阻碍作用,从而提升强度。
选项分析:
- A错误:晶粒粗大时,晶界少,强度低。
- B正确:晶粒细小时,强度升高。
- C错误:晶粒尺寸直接影响强度。
- D错误:晶粒尺寸不仅影响塑性,也直接影响强度。