¿Por qué el cristal de grano fino es más dúctil que la estructura de grano grueso o cristalino simple … el cristal de grano fino tiene más impedimento a las dislocaciones en forma de límites de grano?

Siguiendo las reglas de la teoría de la dislocación: la ductilidad de cualquier metal se atribuye a la cantidad de sistemas de deslizamiento activos permitidos en la microestructura y para generalizar la ductilidad de BCC> FCC> HCP (si mi memoria funciona correctamente).

Ahora llegando a un solo grano, sigue más o menos el orden anterior. Pero cuando introduce límites de grano (como en una pieza de metal multicristalino), estamos introduciendo complejidad. El comportamiento de un límite de grano (que se trata como un defecto superficial en un solo cristal en la teoría de la dislocación) depende de la temperatura. Por encima de cierta temperatura, el límite de grano comienza a exhibir más ductilidad que los centros de grano sin defectos (y por debajo de esta temperatura, los centros de grano son más dúctiles). Esta temperatura se llama temperatura equi- cohesiva.

Entonces [en ECT] Ductilidad del grano = Ductilidad del límite del grano.

Por encima de esta temperatura, la fluencia térmica es un fenómeno común de falla. Esta es una razón por la cual para muchas aplicaciones de alta temperatura (como palas de turbina) se utilizan cristales individuales. Para aplicaciones a temperatura ambiente (como el acero para automóviles) se prefiere el acero de grano fino.

Espero que mi respuesta ayude!

Comprendamos esta pregunta, tomemos un diagrama de transformación isotérmica también llamado diagrama TTT, es decir, transformación de tiempo-temperatura.

Las curvas de transformación de tiempo-temperatura corresponden al inicio y al final de las transformaciones que se extienden en el rango de temperaturas donde la austenita se transforma en perlita. Por encima de 550 C, la austenita se transforma completamente en perlita. Por debajo de 550 C, se forman perlita y bainita y por debajo de 450 C, solo se forma bainita. La línea horizontal CD que corre entre las dos curvas marca el comienzo y el final de las transformaciones isotérmicas. La línea discontinua que corre paralela a las curvas de línea continua representa el tiempo para transformar la mitad de la austenita en perlita. A continuación, hemos enumerado algunos ejemplos simples como un ejercicio a otras temperaturas que dan como resultado diferentes transformaciones de fase y, por lo tanto, diferentes microestructuras.

Ahora, después de comprender lo que realmente tiene el diagrama de fase, trataremos de comprender el componente importante de la perlita que explicará la respuesta de la necesidad de un material de grano fino.
Vemos que la perlita tiene ferritas alfa y austenita en la proporción de 8 es 1. En ese caso, también vemos que cuando la enfriamos lentamente desde el punto eutéctico hasta aproximadamente 650 grados, vemos que obtenemos perlita gruesa que tiene capas gruesas de láminas, ahora, cuando hablamos de láminas, estamos hablando de la calidad intrínseca y estas láminas gruesas no permiten que la perlita tenga mejores propiedades mecánicas, porque más el espesor menos la ductilidad. Para ese caso, podemos retratar que la perlita de grano fino que se forma a 550 grados tendrá capas delgadas de láminas y será de naturaleza más dúctil.

Así que ahora puede entender, cuanto más fino sea el grano mejor la propiedad mecánica porque los granos de tamaño afectan en gran medida el comportamiento mecánico de un material.

También vea esto:

Los agentes de refinación de granos se agregan al metal fundido antes de ser fundido para proporcionar núcleos alrededor de los cuales puedan crecer los granos. Esto tenderá a producir un material de grano más fino que es más fuerte de lo que hubiera sido con menos granos.

La estructura de grano fino significa una mayor área de límite de grano y, por lo tanto, produce un obstáculo para el movimiento de dislocación y, por lo tanto, produce dislocaciones de apilamiento que aumentan la resistencia y, por lo tanto, aumentan la ductilidad, mientras que los granos gruesos son frágiles y, por lo tanto, los granos más gruesos tienen menor ductilidad que los granos más finos.
(es como si la dislocación se confundiera a dónde ir cuando el área de límite de grano es mayor y, por lo tanto, termina en acumulación, es decir, se acumula una dislocación que aumenta la fuerza).