金属学第二版课件.pdfVIP

• 学习重点： • ①一个中心：金属及合金的成分、组织结 构间的变化规律； • ②二个图形：相图、Ｃ曲线； • ③五大转变：珠光体转变、奥氏体转变、 贝氏体转变、马氏体转变、回火转变； • ④四把大火：正火、退火、淬火、回火； • ⑤八大钢种：渗碳钢、调质钢、轴承钢、 刃具钢、模具钢、量具钢、特殊性能钢。 第一节 金属 1、金属的特点： 金属光泽和不透明性；正的电阻温度系数； 良好的机械性能，良好的导电性、导热性； 2 、金属的原子结构： 最外层电子只有1-2个，次外层不满。 金属键：正离子沉浸在电子云中，依靠运动于 其间的公有自由电子的静电作用而结合起来的 方式叫做金属键；无方向性和饱和性。 3、结合力与结合能 • 结合力：正离子与周围自由电子间的吸引力；正 离子与正离子, 电子与电子间的排斥力；吸引力 与排斥力的代数和： • 当d=d 时，吸引力＝排斥力，结合力＝0，d 即 0 0 相当于原子的平衡位置；其结合能最低，故任何 对平衡位置的偏离，都使原子的势能增加，从而 使之恢复到平衡位置； • 当d ＜d0 时，排斥力＞吸引力，原子之间相互排 斥，使Ｂ原子回到d0位置； • 当d ＞d0 时，吸引力＞排斥力，原子之间相互吸 引，使Ｂ原子回到d0位置； 结论：固态金属中的原子趋于规则排列 第二节 金属的晶体结构 晶体原子排列的紧密程度 • 致密度：用来描述晶胞中原子排列的紧密程 度；为晶胞中所含的原子所占的体积与该晶胞 的体积之比，用K表示。k=nv1/V n ：一个晶胞中实际包含的原子个数；v ：一 1 个原子的体积（按球形计算）；V ：晶胞的体 积； 举例：bcc 的k=0.68 （n=2 ；v 3 1=4/3πr ； V=a3 ）； 此值表明，在bcc 中有68%的体积被原子所占 据，其余为间隙。 • 配位数：晶格中与任一原子最近邻、且等距的 原子数目，用N表示。 晶格 原子 原子 配位 致密度 八面体 四面体 类型 数 半径 数 间隙半 间隙半 径 径 bcc 2 8 0.68 0.067a( 0.126a 不对称) (不对称) fcc 4 12 0.74 0.146a 0.079a （对称）（对称） hcp 6 12 0.74 晶体的原子堆垛方式： • 问题：为何fcc和hcp 的晶体结构不同，但 却具有相同的配位数和致密度？ • 原因：由晶体中原子的堆垛方式决定。 fcc、hcp两种晶格的结构不同，堆垛方式 不同，但其致密程度完全相同，所以它们 的致密度、配位数相同； • 晶体内部原子无论怎样紧密堆垛，也有空隙存在。 ①bcc 中的两种间隙：八面体间隙和四面体间隙，它 们均为不对称间隙； ②fcc 中的两种间隙：八面体间隙和四面体间隙，它 们均为对称间隙； 确定步骤： ①设坐标轴：以晶胞的三个棱边为坐标轴x 、 y 、z 。 ②求坐标值：过原点引一条有向直线平行于