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《工程材料及其热处理 教学课件 作者 崔明锋 2－二元合金相图－工程材料及其热处理-10.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第2章 金属与合金的晶体结构和二元合金相图工程材料及其热处理-21教学基本要求1.弄清晶体结构,熟悉典型晶体结构特点及示2.掌握常见晶体缺陷特征及对性能的影响?3.理解相结构概念，熟记相的类型与主要性4.熟悉杠杆定律,熟练应用杠杆定律计算组织分的质量分数；5.默画铁碳相图及基本特性点、线、组织要素；6.能分析铁碳合金在室温下力学性能。工程材料及其热处理-22一、晶体的概念定义：原子按一定几何形状作有规律的重复排列的固体物质—称晶体；非晶体则反之。特点：晶体①有熔点；②具有各向异性如：食盐，冰，金刚石，金属等。非晶体:①无熔点；②各向同性。如：玻璃
2、，松香，沥青等。§1金属的晶体结构工程材料及其热处理-231.晶格为便于研究金属晶体内部原子排列的规律及几何形状，人为的将原子假想为一个几何结点，用直线连接起来，形成空间格子，定义晶格。2.晶胞由于晶体中原子排列规律有周期性变化的特点，因此在研究晶体结构时，通常只从晶格中取一个能够完全反映晶格特征的、最小的最小几何工程材料及其热处理-24单元，来分析晶体中原子排列的规律，这个最小的几何单元称为晶胞。实际上晶格就是晶胞在空间的重复排列堆积而成的。3.晶格参数在晶体学中规定，用晶格参数来描述晶胞大小与形状的几何参数，晶格参数有晶胞的三个棱边长度a、b
3、、c和三个棱边夹角α、β、γ。二、常见的金属晶格工程材料及其热处理-251.体心立方晶格body—centeredcubiclattice[bcc]8个原子处于立方体的顶角上，并未相邻8各晶胞所共有，中心的1个原子,bcc中原子数为：8×1/8+1=2(个),晶格参数：a=b=c,α=β=γ=90°；晶胞中包含的原子数所占有的体积与该晶胞体积之比称为致密度。致密度越大,原子排列紧密程度越大。bcc致密度为0.68(68%)。＜912℃Fe(α-Fe)、钼、钨、钒等金属.工程材料及其热处理-26特点：Rm(强度)较好。如：＜912℃Fe,Cr,Mo
4、,V等。2.面心立方晶格face—centeredcubiclattice[fcc]原子数为：8×1/8+6×1/2=4(个),致密度：0.74(74%)。具有这种晶格的金属有A1、Cu、Ni、Au、Ag、γ-Fe(912℃～1394℃)等。特点：A、Z(塑性)较好。工程材料及其热处理-273.密排六方晶格hexagonalclosepackedlattice[hcp]特点：硬度高、脆性大。如：锌(Zn),镁(Mg),镉(Cd)等金属。三、实际晶体结构1.单晶体和多晶体晶格位向完全一致的晶体称为单晶体。工业上使用的金属结构都包含着许多小晶体。每个
5、小晶粒内的晶格是一样的,但各个小晶体之间彼此方位不同.工程材料及其热处理-28有多晶粒组成的晶体结构称为多晶体。由于多晶体是由若干具有外形不规则的小晶体构成的，故称这些小晶体称为晶粒；晶粒与晶粒之间不规则的界面称为晶界。2.晶体缺陷在实际的金属中,常常存在晶体缺陷,如点缺陷、线缺陷和面缺陷等，它们使晶体中的某些原子偏离正常位置，造成晶格畸变.⑴点缺陷工程材料及其热处理-29点缺陷是指在晶体空间三维方向上尺寸都很小的缺陷，常见的有晶格空位、置换原子和间隙原子，可促使周围的原子发生靠拢或撑开的现象，造成金属晶格发生畸变，从而使金属的强度、硬度升高，电
6、阻增大。⑵线缺陷线缺陷是指晶体中呈线状分布的缺陷。属于这一类线缺陷的是位错，有刃型位错和螺型位错两种形式。工程材料及其热处理-210⑶面缺陷面缺陷是指在三维空间一维方向上尺寸很小，另两维方向上尺寸较大的缺陷。通常指晶界和亚晶界两种。亚晶界和晶界都能提高金属的强度及改善塑性、韧性，称为细晶强化。§2.金属的结晶与同素异晶转变1.结晶由液态转变为固体晶体的过程。工程材料及其热处理-211或：原子由不规则(无序)排列到有(序)规则排列过程.或：晶体结构形成的过程。如水—冰2.冷却曲线用热分析法测定时描述金属结晶过程的曲线。从冷却曲线可到，纯金属液体在理
7、论结晶温度T0时(虚线),不会结晶。由于释放出结晶潜热,而补偿了向外界散失的热量,使温度回升到略低于T0,从而使冷却曲线出现了“平台”现象。工程材料及其热处理-212曲线上另一段水平虚线,是实际结晶温度Tn；实线是结晶平台,是结晶时放出的热(潜热)造成的。3.过冷度ΔT＝T0－Tn实际结晶温度低于理论结晶温度，此称“过冷”。过冷是结晶的必要条件与冷却速度密切相关冷却速度越快，结晶温度越低，过冷度越大,反之冷却速度慢，过冷度则小。工程材料及其热处理-213下图是金属结晶过程示意图主要结论：1.结晶过程实质＝形核＋成长（大），两者相继又并存。2.结晶
8、终了：得多晶粒组织(晶界多),犬牙交错，晶粒愈细愈好；控制细晶措施有：工程材料及其热处理-2141.增大过冷度；2.变质处理；3.机械振
