工程材料学之金属的晶体结构与结晶培训课件(ppt 103页).ppt

工 程 材 料 学;第二章 金属的晶体结构与结晶; 学习重点： 三种典型晶体结构的原子排列规则及其基本参数。 实际晶体结构的点、线、面缺陷与性能的关系。 结晶条件、结晶过程及细化晶粒的基本方法。 学习难点： 晶面指数与晶向指数的确定,结晶机理。;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;晶体;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;§2.1 晶体学基础知识;晶向族：原子排列情况相同，但空间位向不同的各组晶向的集合。用尖括号u v w表示 。 ;§2.1 晶体学基础知识;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构; 晶胞的原子数量： 点阵常数： a 原子半径： 配位数： 8 致密度： ;§2.2 纯金属的典型晶体结构;具有fcc结构的金属: γ-Fe、Al、β-Co、Ni、Cu、Ag、Au、Pt等。;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;2.2.3、六方晶系晶面、晶向表示方法;2.2.3、六方晶系晶面、晶向表示方法;2.2.3、六方晶系晶面、晶向表示方法;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;三种不同结构的晶格参数;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;密排六方晶格的堆垛顺序为ABABAB…;面心立方晶格的堆垛顺序为ABCABCABC…;§2.2 纯金属的典型晶体结构;§2.2 纯金属的典型晶体结构;纯铁的同素异构转变;纯铁的冷却曲线;§2.3 金属材料的实际晶体结构; 多晶体： 实际应用的工程材料中，那怕是一块尺寸很小材料，绝大多数包含着许许多多的小晶体，每个小晶体的内部，晶格位向是均匀一致的，而各个小晶体之间，彼此的位向却不相同。称这种由多个小晶体组成的晶体结构称之为“多晶体”。 ; 工程上使用的材料绝大多数是多晶体。;晶粒：多晶体材料中每个小晶体的外形多为不规则的颗粒状，通常把它们叫做“晶粒”。 晶界：晶粒与晶粒之间的分界面叫“晶粒间界”，或简称“晶界”。;沿晶断口;§2.3 金属材料的实际晶体结构;§2.3 金属材料的实际晶体结构;§2.3 金属材料的实际晶体结构;§2.3 金属材料的实际晶体结构;点缺陷对材料性能的影响 ;2、线缺陷(Line Defects) ;§2.3 金属材料的实际晶体结构;;;刃位错的运动;§2.3 金属材料的实际晶体结构;§2.3 金属材料的实际晶体结构;;螺位错的运动;§2.3 金属材料的实际晶体结构;§2.3 金属材料的实际晶体结构;c.位错密度ρ ：; 金属的塑性变形主要由位错运动引起，故减少或增加位错密度都可以提高金属的强度。 对于一般工程使用的块体金属： 位错之间的交互作用使其移动受到阻碍，故随着位错密度ρ的增加金属的强度也一般提高—加工硬化。 位错线附近异类原子浓度高于平均水平—固溶强化、弥散强化。;3、面缺陷(Surface Defects); 晶界宽度为5~10个原子间距，位向差一般为20~40°。;亚晶粒是组成晶粒的尺寸很小，位向差也很小(10’ ~2 ?)的小晶块。 亚晶粒之间的交界面称亚晶界。亚晶界也可看作位错壁。; 晶界对性能的影响： 熔点低； 耐蚀性差； 易产生内吸附，外来原子易在晶界偏聚； 阻碍位错运动，是强化部位，因而实际使用的金属力求获得细晶粒； 是相变的优先形核部位； 使变形分散在各晶粒内，提高塑性与韧性。;§2.4 纯金属的结晶和铸锭组织;物质在液态和固态下的能量—温度曲线 ;§2.4 纯金属的结晶和铸锭组织;§2.4 纯金属的结晶和铸锭组织;§2.4 纯金属的结晶和铸锭组织;§2.4 纯金属的结晶和铸锭组织;§2.4 纯金属的结晶和铸锭组织;§2.4 纯金属的结晶和铸锭组织;n=2C-1 n-晶粒度，为显微镜放大100倍时，645.16mm2面积内的晶粒数； C-晶粒度级别。;§2.4 纯金属的结晶和铸锭组织;§2.4 纯金属的结晶和铸锭组织;§2.4 纯金属的结晶