金属材料复习大纲

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1、第一章金属的晶体结构1•这种原子在三维空间作有规则的周期性重复排列的物质称为品体。2.晶体与非晶体的区别不在外形，主要在于内部的原了排列情况；先，晶体具有一定的熔点；体的另一个特点是在不同方向三测量其性能时，表现出各向异性或异向性。3.最典型最常见的金属晶体结构有3种类型：体心立方结构，面心立方结构和密排六方结构。4.体心立方品格：除了在品胞的八个角上各有一个原子外，在立方体的中心述有一个原子:原了半径，原了数8x1/8+1=2,配位数（所谓配位数是指晶体结构中与任一个原子最近邻、等距离的原子数）为8；致密度（原子排列的紧密程度可用原子所占

2、体积与晶胞体积之比表示）5•面心立方品格和密排六方晶格的：原子半径，原了数，配位数，致密度6.品向指数的确定，品向族包括的品向；7.晶面指数的确定，晶面族包括的晶面。8.在实际应用的金属材料中，总是不町避免的存在着一些原子偏离规则排列的不完整性区域，这就是晶体缺陷。9.根据晶体缺陷的几何特征，可以分为以下三类：1）点缺陷：空位、间隙原子和置换原子2）线缺陷：最简单、最基本的类型有两种：刃型位错、螺型位错。3）而缺陷：包括品体的外表而和内界而两类，10.晶体结构相同但位向不同的晶粒Z间的界面称为晶粒间界，或简称晶界。11.具有不同品体结构的两

3、相Z间的分界称为相界。笫二章纯金属的结品1.纯金属结晶的条件：满足热力学条件和结构条件。2.为什么液态金属在理论结晶温度不能结晶，而必须在一定的过冷条件下才能进行呢？热力学第二定律指出：在等温等压条件下，物质系统总是自发地从自由能较高的状态向自由能较低的状态转变，如果液相的白由能比固相的白由能低，那么金属将白发地从固相转变为液相,即金属发生熔化；如果液相的自由能高于固相的自由能,那么液相将自发地转变为固相，即金属发生结晶，从而使系统的自由能降低，处于更稳定的状态；液相金属和固相金属的自由能Z差构成了金属结晶的驱动力；过冷度越大，液、固两相自

4、由能的差值越人，即相变驳动力越人，结晶速度越快。1.液态金属结品时存在的结构起伏和能量起伏，液态金属中的均匀形核和非均匀形核3.金属结晶是晶核的形成和长人的过程。4.液态金属屮的近程有序的原了集团处于瞬间出现，瞬间消失，此起彼伏，变化不定的状态，这种不断变化着的近程冇序原了集团称为结构起伏，或相起伏。5.液态金属的一个重要特点是存在着相起伏，只有在过冷液体中的相起伏才能成为品胚。6.在过冷液体中形成固态品核可能有两种形核方式：均匀形核和非均匀形核。7.形核功…一在形成临界晶核时，体积口由能的F降只补偿了表而能的2/3,述有1/3的表面能没有

5、补偿，需要另外供给，即需要对形核做功，这个功称为形核功。8.形核功从哪里來?这部分能量可以由晶核周围的液体对晶核做功來提供。在各微观区域内的口由能并不相同，有的微区高些，有的微区低些，即各微区的能量也是处丁此起彼伏,变化不定的状态，这种微区内暂时偏离平衡能量的现象即为能量起伏。当液相中某一微观区域的高能原子附看于晶核上时，将释放一部分能量，一个稳定的晶核便在这里形成，这就是形核时所需要的能量來源。在过冷液相中的相起伏和能量起伏是形核的基础，任何一个品核都是这两种起伏的共同产物。9.固液界面的微观结构分为两类：光滑界面和粗糙界面。10.品体长

6、大机制：二维品核长大机制和螺型位错长大机制。11.固液界面前沿液体屮的温度梯度：正温度梯度和负温度梯度，12.晶体生长的界而形态：（1）正温度梯度下以平血•状态的长人形态。（2）负温度梯度下以树枝状氏大。13.晶粒大小的控制：（1）控制过冷度，增大结品时的过冷度，形核率和长大速度均随Z增加，但形核率的增长率大于长大速度的增长率，过冷度越大，则比值N/G越大，因而晶粒越细小。（2）变质处理，是在浇注前往液态金属屮加入形核剂，促使形成人量的非均匀晶核来细化晶粒，（3）振动和搅动，一方面是依靠从外而输入能量促使晶核提前形成，另一方而是使成长中的晶

7、枝破碎，使晶核数冃增加。14.金属铸锭的三晶区，即外表层的细晶区，屮间的柱状晶区和心部的等轴晶区。15.各品区产生的原因p5516.为什么过冷液体形核要求晶核具有一定的临界尺寸？在过冷液体屮出现晶胚时，一方而原了从液态转变为固态将使系统的自由能降低，它是结晶的驱动力；另一方面，由于晶胚构成新的表面，形成表面能，从而使系统的自由能升高,它是结品的阻力。当rsrk时，随着晶胚尺寸r的增人，则系统的自由能增加，显然这个过程是不能自动进行，这种晶胚不能成为稳定的晶胚，而瞬时形成，乂瞬时消失。但当时,则随着品胚尺寸的增人，伴随着系统自由能的降低，这一

8、过程可以自动进行，晶胚可以白发地长大成稳定的品核，将不再消失。第三章二元合金的相结构与结晶1、相的概念…一相是指合金中结构相同、成分和性能均一并以界而相互分开的组成部分。组织的概