[工程科技]金属材料热处理ppt

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1、金属材料及热处理第一篇材料的结构与缺陷第二章晶体缺陷晶体缺陷是指晶体结构中偏离完整晶格排列的微观区域。分为点缺陷，线缺陷，面缺陷。2本章提要三类晶体缺陷的形式，分类晶体缺陷与晶体内相关变化过程的联系32.1点缺陷三维尺度均很小的晶体缺陷。2.1.1空位形成结晶、高温或辐照类型肖脱基空位、弗兰克尔空位运动迁移、复合平衡浓度42.1.2间隙原子形成结晶、高温或辐照平衡浓度弗伦克尔空位常与间隙原子伴生52.1.3置换原子异类原子各类点缺陷图62.1.4点缺陷对性能的影响晶格畸变与缺陷强化电阻率升高加速扩散，影响相变72.2线缺陷晶体中长度为数百到数万原子间距的管线

2、状原子错排区。又称位错。知识点位错的基本类型柏氏矢量位错的密度位错的运动8位错学说发展简史矛盾提出——晶体理论剪切强度与实测值的巨大差异位错概念提出——1934年螺型位错概念，柏氏矢量概念——1939年F-R位错源——1950年TEM技术研究位错——50’s以后……影响塑性变形与强度、扩散与相变等92.2.1位错的基本概念1.位错的基本类型刃型位错有正、负之分10TEM观察到的刃型位错11螺型位错有左右之分12TEM13混合位错具有螺型位错与刃型位错的特点142.2.1位错的基本概念2.位错的产生结晶过程空位聚集成片的边缘塑性变形15空位聚集16结晶172.

3、2.1位错的基本概念3.柏氏矢量反映位错造成的晶格畸变的大小和方向避免繁琐的原子模型18柏氏矢量的确定方法规定位错线垂直向外穿出纸面为正按右手法则作柏氏回路回路避开严重畸变区包含一个位错19刃型位错的柏氏矢量20螺型位错的柏氏矢量21混合位错的柏氏矢量22PositiveedgeNegativeEdgePositivescrewNegativescrewAtomsfromupperandlowerpartofcrystalareagainaligned.Slippedby1b.23柏氏矢量的表示方法立方晶系中：24b的方向与大小1/2<111>1/2<110

4、>1/3<11-20>25面心立方晶胞中的密堆积面26H.C.P.晶体中的密排面27柏氏矢量的意义及特征反映位错的点阵畸变总量反映晶体的滑移量及方向具有守恒性与位错线有确定的位置关系28拇指：多余半原子面所在食指：位错线方向中指：柏氏矢量方向2930可用判断位错线的类型31刃型位错的晶体滑移32螺型位错的晶体滑移332.2.1位错的基本概念4.位错的特征位错是晶体变形与未变形区域的分界位错线不会中断于晶体内。位错具有易动性位错是晶体内多种变化的原因：强化，塑变，相变等342.2.1位错的基本概念5.位错密度表示晶体中位错的数量单位体积中的位错线长度穿过单位面

5、积的位错线的数目35实际晶体中的位错网络36位错密度的显示372.2.2位错的运动1.位错的滑移指位错沿着晶体滑移面的运动，又称保守运动刃型位错的滑移38刃型位错滑移的特点滑移面由柏氏矢量与位错线矢量唯一确定晶体的滑移方向与柏氏矢量一致位错的运动方向与晶体滑移方向一致，与位错线垂直一次滑移量为最近邻的原子间距39螺型位错的滑移40螺型位错滑移的特点滑移面可以是包含位错线的任意一个密排面晶体的滑移方向与柏氏矢量一致位错的运动方向与晶体滑移方向垂直，与位错线垂直原子一次滑移量小于1个原子间距41混合位错的滑移42滑移的共同特点晶体滑移的方向就是位错柏氏矢量的方向

6、滑移面是最密排面，滑移方向是最密排晶向432.2.2位错的运动2.刃型位错的攀移刃型位错在垂直于滑移面方向的的运动。分正攀移与负攀移。是非保守运动。442.2.2位错的运动3.螺型位错的交滑移螺型位错在滑移受阻时，转换到与原滑移面相交的滑移面滑移。45位错运动总结位错的运动是晶体塑性变形的主要原因不同的位错可表现出滑移、攀移、交滑移等运动方式一条位错线在运动过程中总可以将晶体分为已变形区域与未变形区域，晶格畸变则集中于位错周围晶体的滑移方向与位错柏氏矢量方向一致位错滑移总是在晶体中面间距最大的密排面上沿着密排晶向进行462.3面缺陷两个方向上有显著的畸变，畸

7、变层厚度仅有几个原子间距，又称二维缺陷。2.3.1外表面表面及近表面层原子偏离平衡位置表面能形成表面时单位面积表面上增加的能量称比表面能（γ）表面的吸附作用能降低表面能的原子偏聚于表面使表面能降低472.3.2晶界与亚晶界晶界：相邻晶粒的界面亚晶界：晶粒内部各排列方位有细微差异的亚结构之间的界面。481.小角度晶界取向差<10°对称倾侧晶界同号刃型位错墙无长程应力场能量低、稳定491.小角度晶界取向差<10°扭转晶界两组垂直螺位错的网络50小角度晶界的能量界面能低，主要是位错的能量。位向差越大、位错密度越高，界面能越高。512.3.2晶界与亚晶界2.大角度晶

8、界取向差>10°晶界能高，且与取向差无关部分特殊取向