金属学及热处理要点总结.doc

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1、第17页共17页第一章金属的晶体结构决定材料性能的三个因素：化学成分、内部结构、组织状态金属：具有正的电阻温度系数的物质。金属与非金属的主要区别是金属具有正的电阻温度系数和良好的导电能力。金属键：处以聚集状态的金属原子，全部或大部分贡献出他们的价电子成为自由电子，为整个原子集体所共有，这些自由电子与所有自由电子一起在所有原子核周围按量子力学规律运动着，贡献出价电子的原子则变为正离子，沉浸在电子云中，依靠运动于其间的公有化的自由电子的静电作用结合起来，这种结合方式叫做金属键。双原子模型：在d0处原

2、子势能最低，即其稳定位置。在dc处原子间的结合力最大，对应于原子的理论抗拉强度.d0势能曲线dc排斥力吸引力d合力斥力引力原子间最大结合力，对应于理论抗拉强度.晶体：原子在三维空间做有规则周期性重复排列的物质叫做晶体。晶体的特性：1、各向异性2、具有一定的熔点。空间点阵：为了清晰地描述原子在三维空间排列的规律性，常将构成晶体的实际质点忽略，而将其抽象为纯粹的几何点，称为阵点或节点，这些阵点可以是原子或分子的中心，也可以是彼此等同的原子团或分子团的中心，各个阵点的周围环境都相同。做许多平行的直线将

3、这些阵点连接起来形成一个三维空间格架，叫做空间点阵。晶胞：从点阵中选取的一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元。晶格常数：晶胞的棱边长度称为晶格常数，在X、Y、Z轴上分别以a、b、c表示。致密度：表示晶胞中原子排列的紧密程度，可用原子所占体积与晶胞体积之比K表示。三种典型的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。体心立方晶格：α-Fe、Cr、W、V、Nb、Mo配位数8致密度0.68滑移系：{110}*<111>共12个堆垛顺序ABAB面心立方晶格：γ-Fe、Cu、Ni、Al、Au、A

4、g配位数12致密度0.74滑移系：{111}*<110>共12个堆垛顺序ABCABC密排六方晶格：Zn、Mg、Be、Cd配位数12致密度0.74滑移系：{0001}*<1121>堆垛顺序ABAB体心立方四面体间隙面心立方四面体间隙密排六方四面体间隙晶向族指数包含的晶向指数：一、写出的排列二、给其中每个晶向加一个负号，分三次加三、给其中每个晶向加两个负号，分三次加四、给每个晶向加三个负号晶面族指数包含的晶面指数：（如果hkl中有一个是零就写出排列各加一个负号，如果有两个零就只写出排列就行

5、。）第17页共17页一、写出{hkl}的排列二、给其中每个晶面加一个负号，分三次加多晶型性：外部条件（温度和压强）改变时，金属内部由一种晶体结构向另一种晶体结构的转变叫做多晶型性。柏氏矢量：不但可以表示位错的性质，而且可以表示晶格畸变总量的大小和方向的一个矢量。晶体缺陷：在实际金属材料中存在的一些原子偏离规则排列得不完整性区域。分类如下：点缺陷空位间隙原子和置换原子肖脱基空位：脱离平衡位置的原子去到晶体表面上时形成。弗兰克尔空位：脱离平衡位置的原子去到晶格间隙中形成。线缺陷刃型位错：具有一定宽度

6、的细长晶格畸变管道，其中既有正应变又有切应变。螺型位错：具有一定宽度的细长晶格畸变管道，其中只有切应变，没有正应变。柏氏矢量集中反映了位错区域内畸变总量的大小和方向位错密度：单位体积金属中包含的位错线的总长度。ρ=L/V位错线只能中止在晶界上或晶体表面上面缺陷晶体表面表面能：由于晶格畸变在单位面积上升高的能量叫做比表面能，简称表面能。影响因素：1、外部介质性质2、裸露晶面原子密度3、晶体表面曲率晶界小角度晶界（θ<10℃）对称倾侧晶界：微结构为刃型位错扭转晶界：微结构为螺型位错。大角度晶界（θ>

7、10℃）晶界：晶体结构相同，但位向不同的晶粒之间的界面亚晶界：泛指尺寸比晶粒更细小的所有细微组织之间的界面。堆垛层错：晶面堆垛顺序发生局部差错而产生的一种晶体缺陷。产生单位面积堆垛层错所需要的能量成为层错能。相界：具有不同晶体结构的两相之间的分界面。分为:共格相界、非共格相界、半共格相界其中共格相界的界面能最低，但其畸变能最高。位错：晶体中一列或若干列原子有规律的错排现象，其特征是在两个方向上的尺寸很小，另一个方向上的尺寸很大。晶界特性：1、具有晶界能2、由内吸附和反内吸附现象3、熔点低，易腐蚀

8、和氧化4、晶界上缺陷多，原子扩散速度快，新相优先在晶界上形核。第一章纯金属的结晶结晶中的宏观现象：1、发生一定的过冷度2、有结晶潜热的释放。相变潜热：1mol物质从一个相转变为另一个相时，伴随放出或吸收的热量。结构起伏：（相起伏）在液态金属中存在着不断变化着的微小近程有序原子集团，称为结构起伏。能量起伏：液相中各微观区域的能量暂时偏离平衡能量的现象。第17页共17页过冷液相中的相起伏和能量起伏是形核的基础。相起伏满足晶核大小超过一定临界值的要求，能量起伏满足新相对形核功的要求。均匀形核：在液相各