金属学与热处理辅导课件.ppt

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1、《金属学与热处理》空间材料与环境工程实验室考试要求熟悉常用术语和基本概念牢固建立材料的性能决定于材料的组织、结构这一概念掌握金属材料主要热加工工艺原理,并能制定常规热处理工艺。选择题＋判断题＋间答题＋综合题题型材料的结构、组织与性能含义结构组织构成材料的基本质点(离子、原子或分子等)是如何结合与排列的，它表明材料的构成方式。指借助于显微镜所观察到的材料微观组成与形貌---通常称为显微组织。组织结构性能热加工工艺锻造铸造焊接热处理组织结构性能热加工工艺锻造铸造焊接热处理第一章组织结构性能热加工工艺锻造铸

2、造焊接热处理第二、三、四、五章组织结构性能热加工工艺锻造铸造焊接热处理第六章组织结构性能热加工工艺锻造铸造焊接热处理第七、八、九章第一章金属和合金的晶体结构§1.1金属原子间的键合特点§1.2金属晶体典型结构§1.3合金相结构§1.4金属晶体缺陷§1.1金属原子间的键合特点金属的定义金属是具有正的电阻温度系数的物质,通常具有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽§1.1金属原子间的键合特点金属原子的结构特点其最外层的电子数很少，一般为1～2个，不超过3个。价电子§1.1金属原子间的键合特点金

3、属键共有价电子→电子云→键无方向性和饱和性性能特点：1)良好的导电性及导热性；2)正的电阻温度系数；3)良好的强度及塑性；4)特有的金属光泽。材料的原子排列非晶态原子排列短程有序或无序§1.2金属晶体典型结构非晶体的特点是：①结构无序；②物理性质表现为各向同性；③没有固定的熔点；④热导率（导热系数）和膨胀性小；§1.2金属晶体典型结构晶体基元在三维空间呈规律性排列长程有序单个的原子、离子、分子或彼此等同的原子群或分子群等。晶体的主要特点是：①结构有序；②物理性质表现为各向异性；③有固定的熔点；④在一定

4、条件下有规则的几何外形。§1.2金属晶体典型结构空间点阵是一个几何概念，它由一维、二维或三维规则排列的阵点组成。§1.2金属晶体典型结构刚球模型→用刚球代表空间排列的原子晶格→刚球抽象为质点，构成空间格架晶胞→保持点阵几何特征的基本单元§1.2金属晶体典型结构布拉菲在1948年根据“每个阵点环境相同”的要求，用数学分析法证明晶体的空间点阵只有14种，称为布拉菲点阵，分属7个晶系。§1.2金属晶体典型结构晶胞中所含原子数晶胞中所含原子数是指一个晶胞内真正包含的原子数目。配位数是指在晶体结构中，与任一原子

5、最近邻且等距离的原子数。致密度是指晶胞中原子所占体积分数，即K=nv′/V。式中，n为晶胞所含原子数、v′为单个原子体积、V为晶胞体积。原子半径原子半径是指晶胞中原子密度最大方向相邻两原子之间距离的一半。§1.2金属晶体典型结构晶胞参数三种典型晶体结构体心立方面心立方密排六方体心立方晶格参数Cr、V、Mo、W和α-Fe等30多种§1.2金属晶体典型结构体心立方晶格参数§1.2金属晶体典型结构单胞中原子数体心立方晶格参数§1.2金属晶体典型结构§1.2金属晶体典型结构间隙§1.2金属晶体典型结构§1.2

6、金属晶体典型结构面心立方晶格Al、Cu、Ni和γ-Fe等约20种§1.2金属晶体典型结构晶胞中原子数§1.2金属晶体典型结构原子半径§1.2金属晶体典型结构配位数§1.2金属晶体典型结构间隙§1.2金属晶体典型结构密排六方晶格参数Mg、Zn、Cd、Be等20多种§1.2金属晶体典型结构§1.2金属晶体典型结构晶胞中原子数密排六方晶格参数§1.2金属晶体典型结构§1.2金属晶体典型结构配位数晶面及晶向的原子密度不同晶体结构中不同晶面、不同晶向上的原子排列方式和排列紧密程度是不一样的。密排面与密排向概念§

7、1.2金属晶体典型结构堆垛方式晶向指数1.2材料的原子排列晶向指数的确定方法①建立以晶胞的边长作为单位长度的右旋坐标系。②定出该晶向上任两点的坐标。③用末点坐标减去始点坐标。④将相减后所得结果约成互质整数，加一方括号。§1.2金属晶体典型结构晶面及晶面指数晶面指数的确定方法①在以晶胞的边长作为单位长度的右旋坐标系中取该晶面在各坐标轴上的截距。②取截距的倒数。③将倒数约成互质整数，加一圆括号。§1.2金属晶体典型结构晶带和晶带轴平行于或者相交于同一直线的一组晶面组成一个晶带，而该直线叫做晶带轴。晶带与晶

8、带轴六方晶系§1.2金属晶体典型结构晶体的各向异性换算关系多晶型转变1.3金属的典型晶体结构当外部的温度和压强改变时，有些金属会由一种晶体结构向另一种晶体结构转变，称之为多晶型转变，又称为同素异构转变计算在912℃γ-Fe→α-Fe时的体积变化率。=8.8%合金两种或两种以上金属元素，或金属元素与非金属元素，经熔炼、烧结或其它方法组合而成并具有金属特性的物质组元组成合金最基本的独立的物质，通常组元就是组成合金的元素。相是合金中具有同一聚集状态、相同晶体结