工程材料基础教案——金属与合金的晶体结构.doc

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1、工程材料与材料成型基础（一）教案教师姓名授课形式讲授授课班级授课学时3授课章节名称第二章金属与合金的晶体结构§2-1纯金属的金属的晶体结构§2-2纯金属的实际金属结构§2-3合金的晶体结构任务H的◎了解金属的晶体结构◎掌握合金相结构种类和特性知识点◎常见金属的晶体结构◎多晶体结构、晶体缺陷◎合金、组元、相、组织◎固溶体与金属化合物◎固溶强化、弥散强化能力点◎能够分析合金相结构与性能之间的关系◎运用固溶强化、弥散强化提高合金性能其它注重强调强化金属手段第二章金属与合金的晶体结构第一节纯金属的晶体结构一、晶体结构的基本知识1、晶体与非晶体品体——原子规则扌非列的集合体非晶体——原子无规则堆

2、积的集合体晶体特征：固定的熔点，备向异性2、晶格与晶胞晶格：把晶体中原子看成几何点，用假象的直线连接后得到的三维格架晶胞：晶格中能全直反映原子排列规律的最小几何单元3、晶面与晶向晶格常数：晶胞的棱边长度晶面：晶格中各方位的原子面晶向：任意两个原子连线所指的方向二、常见的晶格类型晶格类型晶胞中的原子数最近原子间距原子半径致密度常见金厲体心立方2——a2巧——a40.68a-Fe,Cr,W,V面心立方4迈——a2近——a40.74Y"Ee,Cu,Ag,Au密排六方6aa20.74Mg,Zn,Cd第二节纯金属的实际晶体结构a-Fe[100]E=135000N/mm2[111]E二290000

3、N/mm2实际测定E=210000N/mm2一、多晶体结构单晶体：各部分位向完全一致的晶体（备向异性）多晶体：许多位向不同的单晶体的聚合体（各向同性）晶粒：多晶体屮外形不规则的小晶体晶界：晶粒Z间的界面二、晶体缺陷1、点缺陷——空位和间隙原子点缺陷_导致晶格畸变_强度仁硬度f空位和间隙原了祁处于运动和变化Z屮，是原了扩散主要方式温度t,空位f2、线缺陷——位错位错——敕排原子有规律错排位错密度卩二L/V（cm-2）增加或减小，可以提高强度3>iflj缺陷晶界、业晶界晶界处：晶格畸变一强度高原子能量高〜熔点低，易腐蚀，原了扩散快晶粒细—晶界面积大亠强度高亚晶界：晶粒内小位向差（1-2°）

4、的晶块（亚晶粒亚结构）边界第三节合金的晶体结构一、合金的基本概念合金：由两种或两种以上金属，或金属与非金属组成，具有金属性质的物质。组元：组成合金的基木物质。相：结构相同，成分相近，与其它部分有界血分开的部分单相合金：固态下由一个固相组成的合金多相合金：固态下由两个以上同相纟R成的合金组织：相的聚合体。（单相组织，多相组织，）二、合金的相结构合金相结构固溶体和金属化合物。1、固溶体固溶体：一种元素的原子溶入另一种元素中形成的合金相。溶剂——保持原晶体结构的元素溶质一一失去原晶体结构的元素有限固溶体：溶解度有一定限度——有限互溶无限固溶体：溶解度无一定限度——无限互溶（晶体结构相同原子宜

5、径相近）固溶体分类:置换固溶体：溶质原了占据溶剂晶格的某些结点间隙固溶体：溶质原子处于溶剂晶格的间隙中固溶强化——溶质溶入固溶体，导致晶格畸变，引起强度和硬度升高（仍保持良好的槊性和韧性）2、金属化合物特征：•有金属性质•晶体结构不同于任何组元•成分可用分子式表示Fe3C性能：硬，脆，熔点高弥散强化（第二相强化）：当金属化合物以细小颗粒均布于固溶体上,可使合金的强度tf,硬度ff,耐磨性tt调整合金性能的途径：•改善固溶体溶解度•改变化合物形状、数量、大小、分布