xin第2章材料的组织结构

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1、第2章材料的组织结构2.1.1金属的理想晶体结构（一）晶体与非晶体(二)晶格、晶胞和晶格常数（三）金属晶格的常见类型（1）体心立方晶格铬、钨、钼、钒、铌和912℃以下的铁（2）面心立方晶格铝、铜、镍、铅、金、银和912-1394℃的铁（3）密排六方晶格镁、锌、镉、铍等。2.1.2、金属的实际晶体结构1.点缺陷（零维缺陷）：空位，间隙原子，杂质原子2.线缺陷（一维缺陷）：位错3.面缺陷（二维缺陷）：晶界，亚晶界，层错，孪晶界2.1.2金属的实际晶体结构2.1.2、金属的实际晶体结构（一）、点缺陷——空位和间隙原子以某个点为中心、在它的周围造成原子排列

2、不规则，产生晶格畸变相的晶体缺陷。1、间隙原子：在晶格的间隙处出现多余原子的晶体；间隙原子晶格空位置换原子2.1.2金属的实际晶体结构2、晶格空位：在晶格的结点处出现缺少原子的晶体；3、置换原子：在晶格的结点处出现原子直径不同的异类原子。点缺陷使金属抵抗塑性变形的能力提高，从而使金属强度提高。（二）、线缺陷——位错晶体中某一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。应力场2.1.2金属的实际晶体结构特点：受力后沿某些晶面移动，导致金属变形，互相作用，使位错的阻力增大，金属强度提高。（三）面缺陷—晶界和亚晶界晶界：不同位向的两晶粒之间的过渡层。亚晶：晶粒

3、内部尺寸很小、位向差很小的小晶块。亚晶界：亚晶之间的界面。面缺陷：晶界和亚晶界。亚晶界晶界亚晶界晶界2.1.2金属的实际晶体结构面缺陷是位错运动的障碍，晶粒、亚晶越细小，界面越多，晶格畸变越大，位错阻力越大，金属强度越高。2.1.3金属材料的结构特点（一）、基本概念1、合金：两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属性质的新金属。２、组元：组成合金最基本、能独立存在的物质（可以是化学元素也可以是稳定的化合物）。3、合金系：有相同组元．而成分比例不同的一系列合金。4、相：在合金中，化学成分一致、物理状态相同，与其他部分有明显界面的部

4、分。2.1.3金属材料的结构特点５、显微组织和组织组成物组织：由单相或多相组成的具有一定形态的聚合物。显微组织：显微镜下看到的相和晶粒的形态、大小和配置状态。组织组成物：构成显微组织的独立部分，它可以是单相或多相混合物。2.1.3金属材料的结构特点1、固溶体固溶体：一种组元均匀的溶解在另一组元中而形成的晶体相。固溶体是单相，晶格类型与溶剂相同。溶剂：晶格保持不变的组元。溶质：晶格消失的组元。2.1.3金属材料的结构特点（1）置换固溶体当溶质原子代替了溶剂晶格的某些结点原子而形成的固溶体。形成无限固溶体的条件：两组元具有相同的晶格，原子直径相差很小。

5、2.1.3金属材料的结构特点（2）间隙固溶体溶质原子分布在溶剂晶格间隙处而形成的晶体相。形成条件：两组元直径相差较大。由于两组元原子大小和性能上的差别，导致晶格发生畸变、歪扭，使晶体的位错运动阻力增大，合金塑性变形抗力增大，由此强化了合金。固溶强化：因形成固溶体而引起合金强度、硬度升高，但塑性和韧性下降的现象。2.1.3金属材料的结构特点2、金属化合物合金中各组元原子按一定整数比结合而形成的晶体相。金属化合物也是单相，可看成是一个组元。第二相（弥散）强化：在合金中，金属化合物若以细小的粒状均习分布在固溶体相的基体上使合金的强度、硬度进一步提高的现象

6、。2.1.3金属材料的结构特点3、机械混合物两种以上的相紧密混合而成的独立整体。机械混合物的性能取决于各组成相的性能，及其数量、形状、大小与分布等。2.3金属的结晶与细晶强化结晶：金属从液态变成固态的过程。1.结晶过程1）晶核的产生；2）晶核的长大。2.3金属的结晶与细晶强化1）液态金属在冷却过程中，由于热量向外散失，温度不断下降；2）当冷却到某一温度时开始结晶，结晶放出的热补偿了向外散失的热量；3）结晶结束，温度重新下降。理论结晶温度纯金属多数合金实际开始结晶温度实际冷却曲线2.3金属的结晶与细晶强化2.结晶温度纯金属由液态转变为固态的温度。2.

7、3金属的结晶与细晶强化过冷现象：金属实际结晶温度较理论结晶温度为低的现象。过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越大，过冷度越大，实际结晶温度越低。2.3金属的结晶与细晶强化2.3金属的结晶与细晶强化3.晶核的形成与细晶强化自发晶：由金属自身原子团形成晶核；非自发晶：依服外来固体杂质形成晶核；细晶强化：金属的强度、塑性和韧性都随晶粒的细化而提高。2.3金属的结晶与细晶强化晶粒大小对力学性能的影响晶粒的大小及其控制增加过冷度，提高形核率变质处理，促进非自发形核浇注前向金属液体中加入一些促进生核或作为晶核的物质使金属晶粒细化的方法。振动，打碎

8、枝晶金属在结晶时，对液态金属附加振动、超声波振动和电磁振动等措施，使结晶的金属经振动而破碎，增加了生核率，从而使晶粒细化。