第二节_材料的结构和 与凝固.pptVIP

机械制造技术基础;目录;（二）常见的晶体结构类型 由于金属键结合力较强，是金属原子总趋于紧密排列的倾向，故大多数金属属于以下三种晶格类型。 1、体心立方晶格 体心立方晶格的晶胞它是一个立方体。在晶胞的中心和八个角上各有一个原子，晶胞角上的原子为相邻的八个晶胞所共有，每个晶胞实际上只占有1／8个原子。而中心的原子为该晶胞所独有。故晶胞中实际原子数为8×1／8＋1＝2（个）。具有体心立方晶格的金属有 、 等。 ; 2、面心立方晶格 面心立方晶格也是一个立方体，在晶胞的每个角上和晶胞的六个面的中心都排一个原子，晶胞角上的原子为相邻的八个晶胞所共有，而每个面中心的原子为两个晶胞共有。所以，面心立方晶胞中原子数为8×1／8＋6×1／2＝4（个）。 具有面心立方晶格的金属有 、 等。 ; 3、密排六方晶格 密排六方晶格的晶胞是一个六方柱体，有六个呈长方形的侧面和两个呈六边形的底面所组成。因此，要用两个晶格常数表示。一个是柱体的高度c，另一个是六边形的边长，在晶胞的每个角上和上、下底面的中心都排列一个原子，另外在晶胞中间还有三个原子。 具有密排六方晶格的金属有Mg 、Zn 。 ; 2.固态合金的相结构 由于组元间相互作用不同，固态合金的相结构可分为固溶体和金属化合物两大类。 （1）固溶体 合金在固态下，组元间能够互相溶解而形成的均匀相称为固溶体。 ; 不管溶质原子处于溶剂原子的间隙中或者代替了溶剂原子都会使固溶体的晶格发生畸变，使塑性变形抗力增大，结果使金属材料的强度、硬度增高。这种通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的强度、硬度升高的现象，称为固溶强化。 ;（2）金属化合物 金属化合物的晶格类型与形成化合物各组元的晶格类型完全不同，一般可用化学分子式表示。钢中渗碳体（Fe3C）是由铁原子和碳原子所组成的金属化合物，它具有复杂的晶格形式。 金属化合物的性能不同于任一组元，其溶点一般较高、硬而脆。当它呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度和耐磨性明显提高，这一现象称为弥散强化。金属化合物在合金中常作为强化相存在，它是许多合金钢、有色金属和硬质合金的重要组成相。;（3）机械混合物 工业中有些合金是由固溶体与少量金属化合物组成的，称为机械混合物，因此机械混合物是由两相或多相按一定比例构成的组织。在机械混合物中，各组成相仍然保持原有的晶格和性能，从而可以获得良好的综合力学性能。以满足不同的需要。 ;凝固与结晶的概念;To;2. 过冷现象与过冷度;3.金属结晶的结构条件;4.结晶的一般规律;形核、长大;纯铁的同素异晶转变反应式:;纯铁的冷却曲线;4．铁碳合金相图 ;（一）铁碳合金的组织;2.奥氏体 ( A ) 碳溶于γ-Fe中形成 的间隙固溶体。;奥氏体组织金相图;3. 渗碳体 ( Fe3C ) 铁与碳形成的金属化合物。 ;渗碳体组织金相图;4.珠光体 ( P );5.莱氏体 ( Ld );（二）铁碳相图; Fe - Fe3C 相图; Fe - Fe3C 相图; Fe - Fe3C 相图;二. Fe - Fe3C 相图的分析;三.典型铁碳合金的结晶过程分析;图1-12;1.工业纯铁 ( Wc 0.0218% );2. 共析钢 ( Wc = 0.77% ); 共析钢组织金相图;3.亚共析钢 ( Wc = 0.45% ); 亚共析钢组织金相图;4.过共析钢 ( Wc = 1.2% ); 过共析钢组织金相图;5.共晶白口铁 ( Wc = 4.3% ); 共晶白口铁组织金相图;6.亚共晶白口铁 ( Wc = 3.0% ); 亚共晶白口铁组织金相图;7.过共晶白口铁 ( Wc = 5.0% ); 过共晶白口铁组织金相图