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1、晶格常数晶胞原子数原子半径致密度空隙半径配位数代表性金属体心立方晶格(胞)(B.C.C晶格)a=b=c,2体对角线的一半,68%8Mo、W、V、-Fe(<912℃)、Ti、Cr、Mn面心立方晶格(胞)(F.C.C.晶格)a=b=c,474%12Al,Cu,Ni,Au,Ag,-Fe(912℃~1394℃),Mn,Co,Pt,Pb密排六方晶格(胞)(H.C.P.晶格)底面正六边形,边长为a;两底面之间距离为c;两相邻侧面夹角为;侧面垂直底面。674%12Mg,Cd(镉),Zn,Be(铍),Ti,Cr,Co1、三种常见金属晶格及其特点(P12)相关概
2、念:(1)致密度:晶胞中所包含的原子所占有的体积与该晶胞体积之比(2)空隙半径:在晶胞空隙中放入刚性球的最大半径(3)配位数:晶格中与任一个原子相距最近且距离相等的原子数目关于密排面与密排方向见课本P17~P18,表格见P18。体心立方晶格:密排面{110},密排方向<111>面心立方晶格:密排面{111},密排方向<110>关于滑移系见课本P101。滑移面滑移方向滑移系体心立方晶格{110}6<111>212面心立方晶格{111}4<110>312密排六方晶格{0111}132、金属结晶过程、动力及影响结晶过程的主要因素,细化晶粒的措施金属结
3、晶过程(P69):包括两个基本过程形核(自发、非自发)、长大(平面、树枝状)液态金属结晶条件(P67):液态金属要结晶,温度必须低于理论结晶温度T0,要有一定的过冷度ΔT,使金属在液态和固态之间存在自由能差ΔF。液态金属结晶的动力(P68):自由能差ΔF主要影响因素:冷却速度、未熔杂质细化铸态金属晶粒措施(P71):增大过冷度、变质处理、振动、电磁搅拌3.金属的塑性变形及再结晶过程,以及它们对组织及性能的影响。单晶体的塑性变形单晶体的塑性变形的基本方式有两种:滑移和孪生。 1.滑移 P100滑移是晶体在切应力的作用下,晶体的一部分沿一定的晶面(
4、滑移面)上的一定方向(滑移方向)相对于另一部分发生滑动。金属三种常见晶格的滑移系晶格体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格 滑移面 {110} 6个{111} 4个{0001} 1个 每个滑移面上的滑移方向 <111> 2个 <110> 3个 3个滑移系6×2=124×3=121×3=3滑移特点:P100 (1)滑移只能在切应力作用下才会发生,不同金属产生滑移的最小切应力(称滑移临界切应力)大小不同。钨、钼、铁的滑移临界切应力比铜、铝的要大。 (2)滑移是晶体内部位错在切应力作用下运动的结果。滑移并非是晶体两部分沿滑移面作整体的相对滑动
5、,而是通过位错的运动来实现的。 (3)由于位错每移出晶体一次即造成一个原子间距的变形量,因此晶体发生的总变形量一定是这个方向上的原子间距的整数倍。 (4)滑移总是沿着晶体中原子密度最大的晶面(密排面)和其上密度最大的晶向(密排方向)进行,这是由于密排面之间、密排方向之间的间距最大,结合力最弱。因此滑移面为该晶体的密排面,滑移方向为该面上的密排方向。一个滑移面与其上的一个滑移方向组成一个滑移系。如体心立方晶格中,(110)面和[111]晶向即组成一个滑移系。滑移系越多,金属发生滑移的可能性越大,塑性就越好。滑移方向对滑移所起的作用比滑移
6、面大,所以面心立方晶格金属比体心立方晶格金属的塑性更好。2.孪生P101在切应力作用下晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面(孪生面)和晶向(孪生方向)发生切变的变形过程称孪生。发生切变、位向改变的这一部分晶体称为孪晶。孪晶与未变形部分晶体原子分布形成对称。孪生所需的临界切应力比滑移的大得多。孪生只在滑移很难进行的情况下才发生。体心立方晶格金属(如铁)在室温或受冲击时才发生孪生。而滑移系较少的密排六方晶格金属如镁、锌、镉等,则比较容易发生孪生。多晶体的塑性变形P102再结晶P105变形后的金属在较高温度加热时,由于原子扩张能力增大,被拉长(或压扁
7、)、破碎的晶体通过重新生核、长大变成新的均匀、细小的等轴晶。这个过程称为再结晶。特点:变形金属进行再结晶后,金属的强度、硬度明显降低,而塑性和韧性大大提高,加工硬化现象被消除,此时内应力全部消失,物理、化学性能基本上恢复到变形以前的水平。再结晶生成的新的晶粒类型与变形前、变形后的晶格类型均一样。塑性变形对金属组织结构的影响 P102(1)纤维组织形成(2)亚结构形成(3)形变织构产生 塑性变形对金属性能的影响P103 (1)形变强化 金属发生塑性变形,随变形度的增大,金属的强度和硬度显著提高,塑性和韧性明显下降。这种现象称为加工硬化,也叫形
8、变强化。(2)产生各向异性 由于纤维组织和形变织构的形成,使金属的性能产生各向异性。(3)物理、化学性能变化 塑性变形可影响金属的物理、化学性能。如使