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金属学与热处理总结

一、金属的晶体结构

重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、

四面体间个数：晶向指数、晶面指数的标定：柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。

基本内容：晶胞中的原子数原子半径配位数致密度

密排六方金属

晶体结构的配

位数、致密度、

原子半径，密

排面上原子的

堆垛顺序、晶

胞、晶格、金

属键的概念。

晶体的特征、

晶体中的空间

点阵。

晶格类型

体心立方2手〃868%

面心立方41274%

密排六方6\ci1274%

晶格类型fcc(Al)bcc(A2)hcp(A3)

间类型正四面体正八面体四面体扁八面体四面体正八面体

间个数84126126

多a

原子半径小2

居7笔(2-百斤(、-2抹(-谒

间半径r»

晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列

的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。

金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结

合方式称为金属键。

位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。

位错的柏氏矢量具有的一些特性：

①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型;②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起

点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。

刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。

晶界具有的一些特性：

①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势;②原子

在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低：③相变时新相优先在晶界出形核：④晶界处易于

发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的

运动，提高材料的强度。

二、纯金属的结晶

重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方

法，铸锭三晶区的形成机制。

基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷：结晶的热

力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。

相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的原子集团。

过冷度：论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。

变质处：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核，以维化晶

粒的方法。

过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力

学的角度」一看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据可知当过冷度为零时临界品核半径

Rk为无穷大，临界形核功（）也为无穷大。临界晶核半径Rk与临界形核功为无穷大时,

无法形核，所以液态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷

度。

细化晶粒的方