热处理质量检验技术

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4、检验技术第一章  金属学基础第一节 金属与合金的晶体结构 金属和合金在固态时，通常都是晶体。晶体就是那种在三维空间中有规则作周期重复排列的物质，就是说，在金属和合金中，原子的排列都是有规则的，而不是杂乱无章的。一、纯金属的晶体结构(一)晶体学基础1、晶体中的空间点阵 晶体结构是指晶体中的原子或离子、分子等的排列情况，也就是它们在三维空间中有规律的周期性的重复排列方式。由于组成晶体的物质质点不同，排列的规律也就不一样，所以就存在各种各样的晶体结构。为了便于研究，往往把构成晶体的实际质点抽象地认为是纯粹的几何点，称为阵点或点阵。把这种阵点有规则的周期性重复排列所构成的几何图形

5、即称为空间点阵。把点阵用直线连接起来形成的空间格子称为晶格。2、晶胞 因为晶格中的阵点排列具有周期性，因此，为了研究方便，常从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元来分析阵点排列的规律性，这个最小的几何单元就称为晶胞。3、晶向和晶面 晶体中由一系列原子组成的平面叫晶面，任意两个原子之间连线所指的方向叫晶向。表示晶向和晶面的数字叫晶向指数和晶面指数。(二)纯金属的晶体结构 工业中使用的金属元素中，绝大多数都具用比较简单的晶体结构，其中最常见的有体心立方结构、面心立方结构和密排六方结构等三种。1．体心立方晶格 体心立方晶格的晶胞中三个棱边长度相等，三个轴间夹角均为9

6、0º，构成立方体。晶胞的八个角上各有一个原子，在立方体的中心还有一个原子，其模型如图1-1(a)所示。具有体心立方晶格的金属有α-Fe、Cr、V、Nb、Mo、W等30多种。        (a)体心立方晶胞              (b)面心立方晶胞            图1-1 体心立方晶胞(a)和面心立方晶胞(b)2．面立方晶格 面心立方晶格的晶胞中八个角中各有一个原子，构成立方体。在立方体的6个面的中心各有一个原子，如图1-2(b)所示。具有面心立方结构的金属有γ-Fe、β-Co、Ni、Al、Ag等。3．密排六方晶格 密排六方晶格的晶胞在晶胞的12个顶

7、角上各有1个原子，构成六方柱体，上、下底面的中心也各有一个原子，晶胞内还有3个原子。具有密排六方结构的金属有Zn、Mg、Be、α-Ti、α-Co、Cd等。二、合金的晶体结构工业上使用的金属材料大多数是合金。由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质叫合金。组成合金最基本的、独立的物质称为组元。一般说，组元就是组成合金的元素或是稳定的化合物。当不同的组元组成合金时，这些组元之间由于物理的和化学的相互作用，形成具有一定晶体结构和一定成分的相。相是指合金中结构相同、成分和性能均一，并以相界