金属工艺学教案第三章.doc

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1、授课课题：第三章金属的晶体结构与结晶教学时间：2009-9-22教学时数：2教学方法：讲授法教学目的与要求：1、了解晶体与非晶体，晶格、晶胞、晶格常数的意义；熟悉三种常见的金属晶格类型；了解结晶基本过程，晶粒大小的控制措施；纯铁的同素异构转变。2、了解合金、组元、系、相、固溶体、金属化合物、机械混合物。教学重点与难点：金属的晶体结构和同素异构转变教学过程：Ⅰ.复习旧课：金属的力学性能Ⅱ.新课内容第一节金属的晶体结构（以钻石与石墨的故事引入。）一、晶体与非晶体晶体——组成微粒规则排列例：金属、金刚石非晶体——组成微粒无规则堆积例：玻

2、璃、石蜡二、晶体结构（一）晶格——原子排列形式几何格子（二）晶胞——晶格的最小单元（三）常见金属晶格类型1、体心立方晶格（例：α-Fe）2、面心立方晶格（例：γ-Fe）3、密排六方晶格（例：α-Ti）三、金属的实际晶体结构（一）基本概念1、单晶体——晶格位向完全一致2、多晶体——晶格位向不同的的晶粒组成3、晶粒——晶学位向相同的晶体4、晶界——两晶粒交界处（二）晶体缺陷1、点缺陷——晶格空位和间隙原子2、线缺陷——位错3、面缺陷——晶界第二节纯金属的结晶一、冷却曲线与过冷度1、过冷——实际结晶温度T<理论结晶温度T02、过冷度——

3、ΔT=T0-T3、过冷度ΔT不恒定，冷却速度越大，ΔT越大二、金属的结晶过程1、晶核——极细的微晶体2、过程——晶核的形成、长大三、晶粒大小的控制1、晶粒越小，金属力学性能越好2、方法1）加快冷却2）变质处理3）振动细化第三节金属的同素异构转变一、同素异构转变固态一种晶格转变为另一种晶格（如队形变换队列）二、纯铁的冷却曲线钢铁热处理的依据第四节合金的晶体结构一、基本概念1、组元——组成合金的元素（如：Fe、C）2、合金系——若干组元不同比例合金3、相——相同物理、化学性能以界面分开（如：α-Fe、Fe3C）4、组织——金相观察法晶

4、体/粒的构造情况二、合金的相结构（一）固溶体1、概念：固态下一组元的晶格内溶有另一组元原子2、置换固溶体——直径比>0.85间隙固溶体——直径比<0.593、结构特点：晶格类型与溶剂金属相同4、性能特点：固溶强化，使得强度与硬度变大（二）金属化合物1、概念：组元以一定整数比结合2、结构特点：形成新的特殊晶格3、性能特点：强度、硬度增大，塑性、韧性变小（三）机械混合物两相或以上多相组织第五节合金的结晶一、合金的结晶过程晶核的形长、长大二、合金结晶的冷却曲线（一）形成单相固溶体（二）形成单相金属化合物或共晶体共晶转变——从液体合金中同

5、时结晶出两种固相物质（三）形成机械混合物共析转变——由一种单相固溶体同时析出两相固体物质Ⅲ.小结——金属、合金的晶体结构、金属、合金的结晶Ⅳ.布置作业——P32四-4、6、7