金属晶体及晶体结构能带理论.pptVIP

9-5-6球墨铸铁球墨铸铁是在浇注前往铁水中加入一定量的球化剂（Mg、Ce及其他烯土）进行球化处理，并加入少量的孕育剂（硅铁或硅钙合金）以促进石墨化，浇注后得到球状石墨的铸铁。组织（F、F+P、P）+G球状。由于石墨呈球状，对基体的割裂作用最小，应力集中小，其基体的强度能够得到充分的发挥，因此球墨铸铁既具有灰铸铁的优点如良好的铸造性、耐磨性、可切削加工性及低的缺口敏感性，又有可与钢化的机械性能，即有较高的抗拉强度及良好的塑性与韧性，还可通过合金化和热处理来进一步提高它的性能，在所有的铸铁中机械性能最好，但其韧性仍比钢差，可部分替代钢，某些合金钢。和可锻铸铁，用于制造载荷较大，受力复杂的重要零件，如：汽车、拖拉机、或煤油机乃至火车的曲轴凸轮轴、机床中的主轴，轧钢机的轧辊等。第30页，共46页，星期日，2025年，2月5日§9-6有色金属及合金一、铝及铝合金二、铜及铜合金三、轴承合金四、钛及钛合金的性能特点第31页，共46页，星期日，2025年，2月5日9-6-1铝及铝合金的性能特点（1）优良的物理性能（2）抗大气腐蚀性能好（3）加工性能好，比强度高第32页，共46页，星期日，2025年，2月5日9-6-2优良的物理性能密度小，熔点低，导电性、导热性好，磁化率低纯铝的密度2.72g/cm3，仅为铁的1/3，熔点为660.4℃，导电性仅次于Cu、Au、Ag。铝合金的密度也很小，熔点更低，但导电、导热性不如纯铝、铝及铝合金的磁化率极低，属于非铁磁材料。第33页，共46页，星期日，2025年，2月5日第1页，共46页，星期日，2025年，2月5日9-1-1晶体的基本概念2．晶体结构晶体中原子（离子或分子）在空间的具体排列。3．阵点（结点）把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间的几何点，称为阵点或结点。4．阵点（或结点）在空间的排列方式称为空间点阵（简称点阵）5．晶面点阵中的结点所构成的平面。6．晶向点阵中的结点所组成的直线。第2页，共46页，星期日，2025年，2月5日9-1-2晶体的基本概念7．晶格把点阵中的结点假想用一系列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格。8．晶胞构成晶格的最基本单元。由于晶体中原子排列的规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。9．晶格常数晶胞的棱边长度a、b、c和棱间夹角α、β、γ是衡量晶胞大小和形状的六个参数，其中a、b、c称为晶格常数或点阵常数。其大小用A来表示（1A=10-8cm）若a=b=c，α=β=γ=90°这种晶胞就称为简单立方晶胞。具有简单立方晶胞的晶格叫做简单立方晶格。第3页，共46页，星期日，2025年，2月5日9-1-3常见金属的晶体结构类型在金属元素中，常见的金属晶体结构类型有下面三种晶体结构类型。

（一）体心立方晶格体心立方晶格的晶胞是由八个原子构成的立方体，并且在立方体的体中心还有一个原子晶格常数a=b=c，通常只用a表示，（见图1-2）。这种晶胞在其立方体的对角线方向上原子是紧密接触排列着的。故其对角线长度a方向上所分布的原子数目为2，这样可计算出其原子半径：在这种晶胞中，因每个顶点上的原子是同时属于周围八个晶胞所共有。实际上每个体心立方晶胞中仅含有：个原子。第4页，共46页，星期日，2025年，2月5日9-1-4常见金属的晶体结构类型晶格的致密度：是指其晶胞中所包含的原子所占有的体积与该晶胞体积之比。用“K”表示。体心立方晶格的致密度：即晶格中有68%的体积被原子占有，其余为空隙。属于这种体心立方晶格的金属有Fe(＜912℃,α-Fe)、Cr、Mo、W、V等。第5页，共46页，星期日，2025年，2月5日9-1-5常见金属的晶体结构类型图1-2体心立方晶格图1-3面心立方晶格第6页，共46页，星期日，2025年，2月5日§9-2Fe-Fe3C合金相图第7页，共46页，星期日，2025年，2月5日9-2-1型铁碳合金结晶过程图第8页，共46页，星期日，2025年，2月5日9-2-2典型铁碳合金结晶过程分析1．含碳0.01%的工业纯铁2.含碳0.77%的共析钢（合金②）3.含碳0.40%的亚共析钢（合金③）4．含碳1.2%的过共析钢（合金④）