金属の粒子サイズは金属にどのような影響を与えますか?

金属が結晶化すると、多くの粒子から構成される多結晶体になります。粒径は単位体積中の粒子の数で表すことができます。数値が大きいほど粒子サイズは小さくなります。単位断面積あたりの粒子の数または粒子の平均直径は、測定目的によく使用されます。金属の粒子サイズは、金属の多くの特性に大きな影響を与えます。炭化タングステンの粒径の影響は、本質的には粒界領域のサイズの影響です。粒子サイズが細かいほど、炭化タングステン、粒界領域が大きくなり、特性への影響が大きくなります。金属の室温における機械的性質は、一般に粒子が細かいほど強度と硬度が高くなり、可塑性と靭性も優れます。これは、粒子が細かいほど、より多くの塑性変形がより多くの粒子に分散され、より均一な塑性が得られるためです。
変形が大きいほど、内部応力の集中は小さくなります。粒子が細かくなるほど、結晶界面が増え、粒界の湾曲も大きくなります。粒子と粒子が絡み合う機会が多ければ多いほど、亀裂の伝播や進展に悪影響を及ぼし、粒子同士が緊密になり、強度と靭性が向上します。表は、純鉄の機械的特性に対する結晶粒径の影響を示しています。表から、室温での金属の機械的特性を向上させるために結晶粒を微細化することが大きな役割を果たしていることがわかります。したがって、通常は常に、炭化タングステン製品材質は粒子が細かいほど良いです。

ただし、金属材料の高温加工においては、結晶粒は大きすぎても小さすぎても良くありません。したがって、通常は適度な粒度が望ましいですが、場合によっては粒が粗く、粒が大きいほど良い場合があります。例えば、電動機や変圧器などの製造に使用される珪素鋼板は、目が粗いほどテープロスが小さく、効率が高くなります。つまり、金属の性能に対する粒子サイズの影響は多面的であり、特定の状況を具体的に分析する必要があります。