金属学级热处理笔记.doc

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1、本科生上课笔记重点宏观的塑性变形是位错在外力作用下运动的结果。位错在晶体中的运动方式有两种：滑移slip：与金属的变形密切相关攀移climba位错的滑移是在切应力作用下进行的，存在一个最小切应力。使刃型位错滑移的切应力必须与位错线垂直。对于刃型位错，晶体滑移的方向与位错运动方向一致。滑移面：位错线与柏氏矢量组成的原子面，对于刃型位错，位错线与柏氏矢量垂直，因此刃位错的滑移面是唯一确定的。使螺型位错滑移的切应力必须与位错线平行。对于螺型位错，晶体滑移的方向与位错运动方向垂直。滑移面：对于螺型位错，位错线

2、与柏氏矢量平行，因此螺型位错可以有多个滑移面。要点（1）位错的滑移面包含柏氏矢量和位错线。（2）对于一根位错线而言，柏氏矢量是固定不变(3)可以通过柏氏矢量和位错线的关系来判断位错特征。b⊥t时为刃型位错，b∥t为螺型位错，对于混合型位错，b和t的角度在0°和90°。的。（4）位错线不能终止于完整晶体之中。位错通常可以在包含位错线和柏氏矢量的面上滑移，在某些情况下，还能发生垂直于滑移面方向的移动，称为攀移。只有刃型位错会发生攀移。攀移的本质是刃型位错半原子面的向上（正攀移）或向下运动（负攀移）。攀移时

3、伴随物质的迁移，需要空位的扩散，需要热激活，比滑移需要更大的能量原子正常的堆剁次序遭到破坏的现象称为堆垛层错。面缺陷包括晶界、相界和表面前面举例晶体有规则的外形，金属内部是由大量的小的单晶体组成，称为晶粒，每个晶粒内部，原子是规则排列的。晶粒之间的界面称为晶界。在晶界部分，原子呈不规则排列。晶界两侧晶粒的位相差θθ<10o小角度晶界θ>10o大角度晶界在晶界处，原子处于较高能量状态。这部分能量称为晶界能点缺陷、线缺陷、面缺陷、肖脱基空位、弗兰克耳缺陷、间隙原子、置换原子、刃型位错、螺型位错、位错密度、

4、滑移、攀移、全位错、不全位错、层错、大角度晶界、小角度晶界、晶界能刃型位错和螺型位错的特征。柏氏矢量的确定及柏氏矢量的表示。理解滑移的过程及刃型位错和螺型位错滑移的特点。组元component：组成材料最基本的，独立的物质。纯元素金属NiCuFeCr非金属CNBO化合物Al2O3、SiO2、AlN、Fe3C合金alloy：由两种或两种以上的金属、或金属与非金属经熔炼或其他方法制成的具有金属特性的物质。相phase：金属中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分。相图phase

5、diagrams：描写在平衡条件下，系统状态或相的转变与成分、温度及压力间的关系的图。纯金属：高导电性，高延展性，良好的耐蚀性。强度较低，很少用作工程结构。合金化：可提高强度和硬度。工程中应用的金属材料大部分是合金。以合金中某一组元作为溶剂、其它组元为溶质、所形成的与溶剂有相同晶体结构、晶格常数稍有变化的固相，称为固溶体。溶剂的晶体结构不改变，但是由于溶质原子的存在，晶格会发生畸变形成无限固溶体时，原子相对尺寸差一般小于15%。组元间晶体结构相同时．固溶度一般都较大，而且有可能形成无限固溶体。若组元间

6、晶体结构不同．便只能形成有限固溶体。两元素间电负性差越小，则越易形成固溶体，而且所形成的固溶体的溶解度也就越大；随两元素间电负性差增大．固溶度减小，当溶质与溶剂的电负性差很大时，往往形成比较稳定的金属间化合物。电子浓度：合金中各组成元素的价电子数总和与原子总数的比值，记作e／a。存在一极限电子浓度。超过极限电子浓度，固溶体就不稳定，便会形成新相。形成间隙固溶体的溶质原子半径很小，如氢（0.046nm）氧（0.061nm）氮（0.071nm）碳（0.077nm）硼（0.097nm）间隙固溶体只能是有限固

7、溶体。形成固溶体时，材料的硬度、强度升高，这种由于溶质原子的固溶引起的强化效应，称为固溶强化。当溶质原子的加入量超过一定限度时，会形成一种新相，这种新相称为中间相，中间相的晶体结构不同于此相中的任一组元。又称为金属间化合物分类：正常价化合物电子化合物尺寸因素化合物由金属元素与周期表中的第IV，V，VI族元素组成。化合物符合化合的原子价规律，可用化学式表示。AB,A2B(orAB2).熔点高于组成金属元素，说明原子间结合力较强。硬度较高，但是脆性大。如Mg2SiMg2SnMnSAlNSiC等。e/a=(

8、价电子数总和)/(原子总数).有三种不同的比值，通常称为Hume-Rothery比:e/a=3/2(21/14)-β相e/a=21/13-γ相e/a=21/12-ε相这类中间相的形成主要受组元的相对尺寸所控制。两类：间隙化合物拉弗斯相ri(interstitial)/rm(metal)<0.59间隙原子处于结构间隙处，不改变金属的晶体结构。这时，称为间隙相。ri(interstitial)/rm(metal)>0.59晶格畸变增大，形成新的更复杂的晶体结