1樓：
霍爾佩奇公式，還有就是超細晶會適得其反，也就是說細晶強化也是有極限的，我好像聽過報告記得是23nm還是45nm一下就不好控制了。
2樓：
這個題幹本身就是有問題的。
一般來說，晶粒細化會導致室溫強度（以下稱「強度」）上公升，但是塑性（ductility）下降。但是再奈米尺度就是晶粒細化塑性就可能上公升了。
簡單來說，變形的機理一般就那麼幾種。dislocation，twinning，和晶粒滑移嘛。
dislocation嘛，晶粒細化以後就難得動了嘛
twinning嘛，晶粒小-->抑制twinning
晶粒滑移，一般室溫，晶粒又不是很小的情況下，很少的啦啦。
所以一般來說就是，晶粒細化，塑性下降，但是細化到一定程度，或者溫度高到一定程度，就可以使晶粒動起來，那時候晶粒越小越好動咯。
不過我記得我在國內學金屬學的時候，好像書上是說晶粒細化會可以強化的同時提高塑性。我也不知道為什麼，但是國外教的好像不是這樣。
3樓：
強硬度增大：根據Hall-Petch公式，晶粒越小，強度越大。其實就是說，晶界面積增大，阻礙位錯運動，因為晶界畸變能很大，吸收位錯。
塑韌性增大：材料變形要維持材料的連續性，高密度的晶粒使得應力集中，塑性變形均勻。同時大面積的晶界有阻礙裂紋shiwen擴充套件的傾向
4樓：
首先要強調一點的是，細晶強化所涉及的細晶、粗晶的尺寸都在微公尺級別，更細或更粗的晶粒塑性變形不符合細晶強化的理論模型。
細晶強化提高強度一般可以用「位錯塞積」理論模型進行解釋（抱歉，具體解釋已經還給老師了！大概意思就是位錯遵循F-R源的方式不斷產生，晶粒越細，位錯開動所需的能量越高。此外當位錯開動後，晶粒越細在晶界需要塞積更多的位錯以便變形能傳遞到相鄰的晶粒，以實現多晶體的協調制形）。
而細化晶粒對塑性的提高，可從斷裂理論方面進行解釋：一般塑性較好的金屬材料斷裂時都是沿晶斷裂，由於晶粒細化導致晶界長度明顯增長，裂紋擴充套件時會遇到很多分叉，導致裂紋擴充套件能量被逐漸分散降低，以此實現了塑性的提高。
5樓：柯考
晶粒細化以後，晶界增多（面缺陷），變形時產生更多、更細小的位錯（位錯密度大），所以強度大，這比較好理解。然後樓上有人提到，位錯多了，對變形的阻礙強了，所以塑性應該是變差了。我覺得這裡理解上有偏差，塑性這個指標本來就完全可以拋開強度來談。
塑性可以用延伸率、伸長率等指標表示，籠統的說就是在多大的變形程度條件下，材料未發生斷裂、破裂、頸縮等破環材料連續性的能力。上面提到協同變形，這才是正確的解釋方向。
簡言之，難變形，不代表不能變形，不代表不能發生大變形而不破壞材料連續性。高票答案是理論研究太深入了吧？快醒醒。。。
6樓：Lee Elvin
首先說明：晶體中的所有缺陷都會提高缺陷所在位置處的內部能量！
缺陷處內部能量的增加是因在缺陷位置，要麼是原子擠的太緊（Compression），要麼就是離得太遠（Tension）。
下面看這幅圖：
A/B位置為晶體內部位錯，當材料被施加一定的力，會促使晶體內部位錯移動，進而造成材料在巨集觀表現的變形。而當材料中出現缺陷時，由於缺陷處能量高，會阻擋位錯移動，進而使變形困難， 這樣材料的強度就會提高。
而grain boundary，晶界是結構相同而取向不同晶粒之間的介面。在晶界面上，原子排列從乙個取向過渡到另乙個取向，故晶界處原子排列處於過渡狀態，能量比晶粒內部的缺陷更高，對位錯的阻擋作用更大，位錯只能移動很短距離就會遇到晶界並停止移動，故提高了材料的強度。
Hall-Petch公式可有效說明這個問題
其中σy為材料的屈服強度，K為與材料相關的常數，d為平均晶粒直徑，從式子可以看出，強度與晶粒直徑的開方成反比，即晶粒越小，強度越大。
2.再來說塑性
一般來說，提高了強度，必然會犧牲材料的塑性，但是，請記住：
細化晶粒是唯一既提高金屬材料的強度，又能提高金屬材料塑性的方法！
細化晶粒是唯一既提高金屬材料的強度，又能提高金屬材料塑性的方法！
細化晶粒是唯一既提高金屬材料的強度，又能提高金屬材料塑性的方法！
這個原因到目前為止，簡單的解釋一般都是：
因為晶粒細小，有利於協調制形。同時，同樣的延伸率，每個晶粒的變形量減小；因而每個小晶粒的變形量與大晶粒時一樣的話，合金總體的延伸率就會提高。
另外就是樓上@堅守本心回答的，我借來用下：
金屬是由許多晶粒組成的多晶體，晶粒的大小可以用單位體積內晶粒的數目來表示，數目越多，晶粒越細。在常溫下的細晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強度、硬度、塑性和韌性。這是因為細晶粒受到外力發生塑性變形可分散在更多的晶粒內進行，塑性變形叫均勻，應力集中較小；此外，晶粒越細，晶界面積越大，晶界越曲折，越不利於裂紋的擴充套件。
就這樣了，我也是略懂皮毛，有哪些不對的還請大家指出！我們共同進步
7樓：堅守本心
金屬是由許多晶粒組成的多晶體，晶粒的大小可以用單位體積內晶粒的數目來表示，數目越多，晶粒越細。在常溫下的細晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強度、硬度、塑性和韌性。這是因為細晶粒受到外力發生塑性變形可分散在更多的晶粒內進行，塑性變形叫均勻，應力集中較小；此外，晶粒越細，晶界面積越大，晶界越曲折，越不利於裂紋的擴充套件。
故工業上將通過細化晶粒以提高材料強度的方法成為細晶強化。
在常溫下，晶界的強硬度大於晶粒內的，晶粒細化後晶界增多，勢必對提高材料的強硬度起到一定作用。塑性變形過程中伴隨位錯運動。晶界對位錯運動有阻礙作用。
晶粒越細，晶界越多，對位錯運動的阻礙也越強烈。許多位錯在晶界處塞積聚集，構成位錯網、位錯壁，給材料的進一步變形帶來更大的難度。材料的塑性便隨之提高。
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