(5.12)--第2章 金属的晶体结构与结晶.ppt

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1、培训学习目标培训学习目标 了解常用金属与合金的晶体结构和结晶规律，理解晶粒大小与力学性能的关系，熟悉控制晶粒大小的方法。第二章第二章第二章第二章 金属金属的晶体结构与结晶金属金属的晶体结构与结晶金属金属的晶体结构与结晶金属金属的晶体结构与结晶第二章 金属的晶体结构与结晶目目 录录第一节第一节 金属的晶体结构金属的晶体结构一、晶体结构的基本知识二、纯金属的晶体结构三、合金的组织结构第二节第二节 金属的结晶金属的结晶一、纯金属的结晶二、晶粒的大小与控制措施复习思考题复习思考题第二章第二章第二章第二章 金属金属的晶体结构与结晶金属金属的晶体结构与结晶金属金属的晶体结构与结晶金属金属的晶体结构与结晶第

2、二章 金属的晶体结构与结晶第一节第一节第一节第一节 金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构一、晶体结构的基本知识一、晶体结构的基本知识1.晶体与非晶体 物质内的质点在三维空间按一定的规律作周期性排列的物质称为晶体；而质点是散乱排列的称为非晶体。2.晶格与晶胞图2-1 晶体中原子的堆垛模型第二章 金属的晶体结构与结晶第一节第一节第一节第一节 金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构 用以描述晶体中原子排列规律的空间几何格架称为晶格，见图2-2a。从晶格中选取一个能完全反映晶格特征的最小几何单元就是晶胞，见图2-2b。图2-2 晶格与晶胞a）晶格 b)晶胞第二章

3、金属的晶体结构与结晶第一节第一节第一节第一节 金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构二、纯金属的晶体结构二、纯金属的晶体结构1.常用金属的晶体结构2.金属的同素异晶转变 少数金属在固态下，其晶格类型随温度的变化发生转变。这种现象称为同素异晶转变。铁、钴、锡、钛（1）体心立方晶格（2）面心立方晶格（3）密排六方晶格图2-4是纯铁在常压下的冷却曲线及晶体结构变化。3.实际金属的晶体结构第二章 金属的晶体结构与结晶图2-4 纯铁的冷却曲线及晶体结构变化第一节第一节第一节第一节 金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构第二章 金属的晶体结构与结晶第一节第一节第一节第一

4、节 金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构三、纯金属的晶体结构三、纯金属的晶体结构1.合金的基本概念 由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的、具有金属特征的物质。组成合金最基本的、独立的单元叫组元。根据组元数目的多少，可将合金分为二元合金、三元合金等。2.固溶体 固态下合金中的组元间相互溶解形成的均匀相称为固溶体。在固溶体中晶格保持不变的组元称为溶剂，因此固溶体的晶格与溶剂的晶格相同，固溶体中的其他组元称为溶质。第二章 金属的晶体结构与结晶图2-6 固溶体结构示意图a）置换固溶体 b）间隙固溶体（1）固溶体的类型 分为置换固溶体和间隙固溶体两类，如图2-6a、b所

5、示。（2）固溶体的性能3.金属化合物 金属化合物是合金中各组元间发生相互作用而形成的具有金属特性的一种新相。金属化合物的熔点高，性能硬而脆。固溶体、金属化合物是组成合金的基本相。第一节第一节第一节第一节 金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构第二章 金属的晶体结构与结晶第二节第二节第二节第二节 金属的结晶金属的结晶金属的结晶金属的结晶金属由液态转变为固态晶体的过程称为结晶。一、纯金属的结晶一、纯金属的结晶1.冷却曲线与过冷度 热分析法是使熔化后的金属液缓慢冷却，每隔一定时间记录下温度值，将温度T和对应时间t绘制成Tt曲线，即得到如图2-8a所示的冷却曲线。理论结晶温度与实际结

6、晶温度的差值称为过冷度，用T表示，T=T0-Tn。冷却速度越大，实际结晶温度越低，过冷度也越大，见图2-8b。第二章 金属的晶体结构与结晶图2-8 冷却曲线a)纯金属的冷却曲线 b)金属在不同冷却速度下的冷却曲线第二节第二节第二节第二节 金属的结晶金属的结晶金属的结晶金属的结晶第二章 金属的晶体结构与结晶图2-9 纯金属的结晶过程第二节第二节第二节第二节 金属的结晶金属的结晶金属的结晶金属的结晶2.纯金属的结晶过程第二章 金属的晶体结构与结晶二、晶粒大小与控制措施二、晶粒大小与控制措施 在室温下，金属的晶粒越细，其强度、硬度越高，塑性、韧性越好。表2-1 纯铁的晶粒大小与力学性能的关系晶粒平均

7、直径/m抗拉强度b/MPa断后伸长率10（%）9.716828.87.018430.62.521539.60.226848.80.1627050.70.128450（1）增加过冷度（2）变质处理细化晶粒方法第二节第二节第二节第二节 金属的结晶金属的结晶金属的结晶金属的结晶复习思考题复习思考题复习思考题复习思考题第二章 金属的晶体结构与结晶1.什么叫晶体？什么叫非晶体？2.什么叫晶格？什么叫晶胞？3.常见的金属晶体结构有哪几种？4.试述铁有哪几种同素异晶体？5.晶体缺陷有哪几种？试述晶体缺陷对力学性能的影响。6.什么叫固溶体？什么叫固溶强化现象？7.什么叫金属化合物？金属化合物有何性能特征？8.试述纯金属的结晶过程。9.试述晶粒大小与力学性能的关系。10.试归纳金属的强化措施。