机械工程材料与热加工工艺 教学课件 作者 梁戈 时惠英 1第二章.pptVIP

第二章?金属及合金的结构与结晶  §1. 金属的结构与结晶 一、金属键与金属的特性（导电性，导热性，塑性） 正离子和自由电子的相互吸引 使金属原子相互 结合的方式形成金属健。 二、金属的晶体结构 1、晶体的概念 晶体 有规则 非晶体 无规则 几个名词：晶格、晶胞、结点、晶格常数 ?为单位（1?=10-10m）、晶面、晶向 2、常见的三种金属晶格 两个参数： （1）??? 配位数： 愈大 愈紧密 （2）??? 致密度： 致密度 ↑ 紧密程度↑ 面心立方晶格fcc(Cu,Al,Y-Fe) 晶格类型 体心立方晶格bcc (a-Fe,δ-Fe) 密排六方晶格hcp (Mg,Zn,Ti) 常见的三种金属晶格比较 三、金属的实际晶体结构与晶体缺陷 1.?单晶体 多晶体 单晶体具有各向异性 晶体的各向异性： 晶体不同方向上的性能差异 工业用金属一般是多晶体---- 多个单晶体（晶粒） 组成 呈现出各向同性 几个名词：晶界 亚晶粒:晶粒内部不同晶格位向的区域. 亚晶界 2、实际金属的晶体缺陷 金属中原子排列的不完整性 (1)点缺陷—空位,间隙原子（离位原子）. 置换 原子 特点：三维尺寸都很小 (2)线缺陷—位错（位错线） 特点：二维尺寸都很小，另一维尺寸相对较长 以位错密度表示 “ρ” 单位 cm/cm3或cm2 (3)面缺陷—晶界,亚晶界 “亚晶”（界） 特点：一维尺寸很小，另二维尺寸相对较大 晶体缺陷并非一成不变 四、金属的结晶 1.?金属结晶的概念 温度—时间坐标 过冷—实际结晶温度(Tn) 总是低于熔点(T0) 过冷度 △T=T0-Tn “过冷” 是金属结晶的必要条件 △T与V冷金属种类、结构、纯度有关 同一金属 V冷↑ △T↑ 结晶平台：结晶潜热补偿外逸热量，Tn不变，液固共存。 四、金属的结晶 2.??? 金属结晶的能量条件 高能→低能 温度 T T0 F固F液 液体较稳 T T0 F 固F液 结晶自发进行 To 理论结晶温度 Tn↓ △T↑ 两相F差大，结晶加速 3.??? 金属结晶的基本过程 （1）??? 形成晶核：自发形核 难 非自发形核 多 （2） 晶粒长大 树枝状方式长大 4、晶粒大小及其控制 晶粒