金属学及热处理—王智祥.pdf

《金属学及热处理—王智祥.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《金属学》ò主要研究对象：金属和合金ò主要研究内容：研究金属和合金的成分、组织结构和性能之间的相互关系和变化规律工艺-组织-性能之间关系的例子Steelwith0.4%C影响材料性能的基本因素①化学成分(成分)：组成材料各元素在材料中的浓度。是决定材料性能的最根本因素。例如Fe-C合金中©C＜0.25%低碳钢强度低、塑性韧性好©C=0.25～0.55%中碳钢综合性能好©C=0.55～1.3%高碳钢强度硬度高、耐磨性好，塑性韧性大为下降©C＞2.11%铸铁硬而脆，塑性几乎为零，不能进行压力加工②组织：用肉眼或借助于不同放大倍数的显微镜所观察到的金属内部的形貌。组

2、织的含义：组成金属内部的不同晶粒的种类、大小、形状以及各种晶粒之间的相对数量和相对分布等形貌特征。组织组成物：具有相同种类的晶粒组成以及各晶粒形貌特征（大小、形状、分布等）均相同的微观区域就称为一个组织组成物。αβαα(α+β)相组成：αα+βα+β组织组成：α(α+β)α+(α+β)ò习惯上把用肉眼或几十倍放大镜观察到的组织称低倍组织或宏观组织。ò放大100∼2000倍的组织称高倍组织或显微组织。ò在电子显微镜下放大几千∼几十万倍的组织称精细组织或电镜组织。钢的宏观组织、显微组织和电镜组织显微组织钢锭的宏观组织电镜组织③结构：材料中各原子的具体组合状态。即具

3、体排列方式。一般通过X-射线衍射或透射电镜研究。发现一个完整的原子集合体（晶粒）都是由同类原子或不同比例的异类原子，按照一定规律结合在一起，并以严格的几何图形表达出来（即为晶体结构）。而偏离规则排列的各种几何状态称Al的高分辨透射电镜象为结构缺陷。纯铁晶体的X-射线衍射谱透射电镜衍射斑点第一章金属的结构与结晶§§1金属的晶体结构§§2金属的结晶§1金属的晶体结构§一、晶体的基本概念在自然界中除了一些少数的物质（如普通玻璃、松香等）以外，包括金属在内的绝非晶体大多数固体都是晶体1．晶体所谓晶体是指其原子（离子或分子）在空间呈规则排列的物体。晶体图1-1晶体与非晶

4、体示意图一、晶体的基本概念2．晶体结构晶体中原子（离子或分子）在空间的具体排列。3．阵点（结点）把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间的几何点，称为阵点或结点。4．点阵在空间的排列方式称为空间点阵（简称点阵）。5．晶面点阵中的结点所构成的平面。6．晶向图1-2晶体结构点阵中的结点所组成的直线。一、晶体的基本概念7．晶格把点阵中的结点假想用一系列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格。8．晶胞构成晶格的最基本单元。由于晶体中原子排列的规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。9．晶格常数晶胞的棱边长度a、b、c和棱间夹角α、β、γ是衡量晶胞大小和形状的六个参数，其中a

5、、b、c称为晶格常数或点阵常数。图1-3晶胞其大小用A来表示（1A=10-8cm）若a=b=c，α=β=γ=90°这种晶胞就称为简单立方晶胞。具有简单立方晶胞的晶格叫做简单立方晶格。描述金属晶体结构的一些重要概念晶胞原子数一个晶胞内所含的原子数目。注意相邻晶胞的共有原子的计算方法。原子半径晶胞中最近邻的两个原子之间（平衡）距离的一半。配位数晶格中和某一原子相邻的原子数目称为配位数致密度晶胞中原子本身所占的体积与晶胞体积之比二、常见金属的晶体结构类型1、金属的特性固态下：ò有不同的金属光泽、不透明；ò有良好的导电、导热性，是电和热的良导体；ò有良好的塑性；ò有正

6、的电阻温度系数。以上特性都与“金属键”结合键有直接密切关系，这也是区别金属与其他非金属晶体的根本原因。2、常见金属的晶体结构类型工业上常用的金属绝大多数具有比较简单的晶体结构，其中最典型的为以下三种：（1）体心立方晶格bcc（2）面心立方晶格fcc（3）密排六方晶格hcp体心立方晶格bcc(α-Fe,Cr,Mo,W,V等30多种)在立方晶胞的八个顶角上各有一个原子，在体中心有一个原子，每个原子与空间点阵中的一个阵点相对应。体心立方晶胞晶格常数：a=b=c；Zα=β=γ=90°c晶胞原子数：22r原子半径：aab致密度：0.682rY致密度=Va/Vc，其中aV

7、c:晶胞体积a3Va:原子总体积2×4πr3/3X返回面心立方晶格fcc（r-Fe,Cu,Al,Pb,Mn,Au,Ag等20多种）面心立方晶胞晶格常数：a=b=c；Zα=β=γ=90°c晶胞原子数：4原子半径：bY致密度：0.74a密排方向X返回密排六方晶格hcp(Mg、Zn、Be、Cd等)晶格常数底面边长a底面间距c侧面间角120°侧面与底面夹角90°晶胞原子数：6原子半径：a/2致密度：0.74返回三、晶面及晶向指数§在研究金属晶体结构的细节及其性能时，往往需要分析它们的各种晶面和晶向中原子分布的特点，这样有必要给各种晶面和晶向定出一定的符号，以表示出它们

8、在晶体中的方向，从而便于分析，晶面和晶