第2章 金属结构资料.pptVIP

第二章 图表 第二章 图表 a) d) c) b) 液态金属的结晶过程示意图 晶界 同一金属元素在固态下由于温度的改变而发生晶体结构类型变化的现象称为金属的同素异构(Allotropy)转变。铁的同素异构转变冷却曲线。 2.4 金属的同素异晶转变 合金是指由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的材料，组成合金的元素叫做组元。 2.5 合金的结构与相图 1.固溶体 当合金组元之间以不同比例相互混合后，若所形成的固相晶体结构与组成合金的某一组元相同，这种相称为固溶体。 固溶体的固溶方式按溶质原子在溶剂晶格中所处的位置，又可分为间隙固溶体和置换固溶体，如图2-25所示。 2.金属化合物 金属化合物是合金组元间发生相互作用而形成的一种新相，它的晶体结构类型和性能不同于任一组元，但具有金属性质。 第二章 图表 （五）二元合金相图(Phase Diagram) 1．相图的建立方法与步骤 以铜镍（Cu-Ni）合金为例,说明相图建立的基本步骤： (1）配制一系列成分不同的合金。 (2) 作出各种不同成分合金的冷却曲线，并找出冷却曲线上相变点（转折点）的温度，如图2-26(a)所示。 (3）以温度为纵座标、成分为横座标建立一个直角座标系，将相变点分别标在这个座标系上，如图2-26(b)。 (4）把具有相同意义的各相变点连成曲线，即将所有上相变点相连，所有下相变点相连，则构成了图2-26（b）所示的Cu-Ni二元合金相图。 2．匀晶相图 Cu-Ni合金相图既是匀晶相图， 如图2－27所示。 3．共晶相图 图2-28为Pb－Sn二元共晶相图。 第二章 图表 第二章 图表 第二章 图表 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 电气工程学院 金属学基础 1.为什么不同的技术材料结构性能是不同的？ 晶体是指原子呈规则排列的固体。常态下金属主要以晶体形式存在。晶体具有各向异性。 非晶体是指原子呈无序排列的固体。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。 金属的结构 晶态 非晶态 SiO2的结构 2.1 金属的晶体构造 2.1.1 晶体与非晶体 1.晶格 将晶体中的质点假设为固定不动的刚性球体，而晶体就是由这些刚性球体堆垛而成的，如图2-13(a)。若用许多平行的直线将这些原子刚球连接起来，就构成三维的空间构架，如图2-13(b)。这种用来描述晶体中质点（原子、离子或分子）排列规则的空间格子称为晶格。最小的几何单元叫晶胞。 为了描述晶胞内的几何特征和质点空间位置，通常可用三个棱边长a、b、c和三个棱边之间夹角α、β、γ来进行，如图2-13(c)。其中a、b、c又叫晶格常数。 2.1 金属的晶体构造 第二章 图表 2.1.3常见的金属晶体结构 （1）体心立方晶体结构 该晶体结构的原子排布规律如图2-14所示。 （2）面心立方晶体结构 该晶体结构的原子排布规律如图2-15所示 。 （3）密排六方晶体结构 该晶体结构的原子排布规律如图2-16所示 。 2.1 金属的晶体构造 第二章 图表 体心立方晶格 原子个数： 属于该类晶格的常见金属 有α-Fe、δ-Fe、Cr、W、Mo、V等 晶格常数：a(a=b=c) 原子半径： 2 第二章 图表 ： 原子半径 原子个数： 晶格常数：a 面心立方晶格 4 第二章 图表 ： 原子半径 原子个数： 晶格常数：底面边长 a 和高 c， c/a=1.633 密排六方晶格 6 晶格的致密度: 定义：每个晶胞中原子所占的总体积与晶胞的体积之比。是用来表示晶体中原子排列的紧密程度 经过计算可知： 体心立方体的致密度为0.68 面心立方体的致密度为0.74 密排六方晶格的致密度0.74 2.2.1 单晶体与多晶体 实际的单晶体几乎是不存在的 大块金属材料通常是由许多小晶体组成的。 2.2 实际晶体的构造 2.2.2 晶体缺陷 (1)点缺陷 常见的点缺陷有三种，即空位、间隙原子和置换原子，如图2-20所示。 (2)线缺陷 刃型位错是一种比较典型的线缺陷，其结构特点如图2-21所示。 (3)面缺陷 2.2 实际晶体的构造 第二章 图表 第二章 图表 2.3.1 金属结晶的概念 金属的结晶过程，可用冷却曲线描述，图2-22a)为纯金属的冷却曲线，它表明了熔融金属经缓慢冷却所表现出的温度随时间的变化规律。理论结晶温度与实际结晶温度之差