課題金屬結(jié)構(gòu)與結(jié)晶

課題金屬結(jié)構(gòu)與結(jié)晶1第一頁，共十五頁，2022年，8月28日課題一

金屬結(jié)構(gòu)與結(jié)晶2第二頁，共十五頁，2022年，8月28日教學(xué)重點常見的金屬品格類型，金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變。

教學(xué)難點金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)對金屬性能的影響，金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變現(xiàn)象。本課題重點與難點3第三頁，共十五頁，2022年，8月28日固態(tài)物質(zhì)按其原子（或分子）的聚集狀態(tài)不同分為晶體與非晶體。非晶體的原子是無規(guī)則雜亂地堆積的，沒有固定的熔點，各向同性。晶體的原子是按一定的幾何形狀作有規(guī)律的排列，有固定的熔點，各向異性。2.1.1純金屬的結(jié)構(gòu)1、晶體與非晶體

2、常見的金屬晶格類型用于描述原子在晶體中規(guī)律排列方式的空間格子稱為晶格。晶格中直線的交點稱為結(jié)點。晶格中能代表原子排列規(guī)律的基本幾何單元稱為晶胞。常見的金屬晶格類型：體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。4第四頁，共十五頁，2022年，8月28日晶胞是一個立方體，立方體的八個頂角和立方體中心各有一個原子。2.1.1純金屬的結(jié)構(gòu)體心立方晶格：5第五頁，共十五頁，2022年，8月28日晶胞是一個立方體，立方體的八個頂角和六個面中心各有一個原子。

2.1.1純金屬的結(jié)構(gòu)面心立方晶格

：6第六頁，共十五頁，2022年，8月28日晶胞是一個正六棱柱體，在柱體的各個角和上下底面中央各有一個原子，在頂面和底面的中間還有三個原子。

2.1.1純金屬的結(jié)構(gòu)密排六方晶格：7第七頁，共十五頁，2022年，8月28日

1）多晶體結(jié)構(gòu)

2.1.1純金屬的結(jié)構(gòu)3、金屬的實際晶體結(jié)構(gòu)

晶體內(nèi)部的晶格位向（即原子排列方向）完全一致的晶體稱為單晶體。

由許多小晶體組成的晶體稱為多晶體，這些小晶體稱為晶粒。晶粒與晶粒之間的界面稱為晶界。

雖然每個晶粒具有各向異性，但不同方向的金屬性能是很多位向不同晶粒的平均性能，故多晶體材料表現(xiàn)為各向同性。

8第八頁，共十五頁，2022年，8月28日

2）晶體缺陷2.1.1純金屬的結(jié)構(gòu)晶體中原子規(guī)律排列受到破壞的某些區(qū)域，稱為晶體缺陷。晶體缺陷按其幾何特征分為晶體缺陷產(chǎn)生晶格畸變，會使金屬的強度和硬度有所提高。

點缺陷線缺陷面缺陷9第九頁，共十五頁，2022年，8月28日

1、純金屬的冷卻曲線和過冷現(xiàn)象2.1.2純金屬的結(jié)晶金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)晶體的過程稱為結(jié)晶。純金屬的結(jié)晶是在固定的溫度下進行的。右圖為純金屬的冷卻曲線。理論結(jié)晶溫度：t0實際結(jié)晶溫度：t1過冷度：Δt＝t0－t1。過冷是金屬結(jié)晶的必要條件。10第十頁，共十五頁，2022年，8月28日

2、純金屬的結(jié)晶過程2.1.2純金屬的結(jié)晶純金屬的結(jié)晶過程是一個不斷形成晶核和晶核不斷長大的過程。

3、金屬晶粒大小及細(xì)化方法

結(jié)晶后，得到多晶體金屬。一般，晶粒越細(xì)小，強度、硬度越高，塑性、韌性也越好。工業(yè)生產(chǎn)中常采用以下方法來細(xì)化晶粒，從而提高金屬的力學(xué)性能：1）增加過冷度

2）變質(zhì)處理

3）附加振動11第十一頁，共十五頁，2022年，8月28日

4、金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變2.1.2純金屬的結(jié)晶在固態(tài)下，隨溫度的變化，其晶格類型會發(fā)生轉(zhuǎn)變，這種現(xiàn)象稱為金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變。純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變可用下式表示：金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變是通過原子的重新排列來完成的，實質(zhì)上是一個重結(jié)晶過程。有一定的轉(zhuǎn)變溫度；轉(zhuǎn)變時需要過冷；有潛熱釋放；轉(zhuǎn)變過程也是通過形核和晶核長大來完成的。

12第十二頁，共十五頁，2022年，8月28日

1、合金的基本概念2.1.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶

1）合金合金就是由兩種或兩種以上的金屬元素，或金屬元素與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。

2）組元

組成合金獨立的、最基本的物質(zhì)稱為組元，簡稱元。合金的組元通常是純元素，也可以是穩(wěn)定化合物。

3）合金系由二個或二個以上的組元按不同比例配制的一系列不同成分的合金，稱為一個合金系，簡稱系。

13第十三頁，共十五頁，2022年，8月28日2.1.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶4）相合金中凡是結(jié)構(gòu)、成分和性能相同并且與其它部分有界面分開的均勻組成部分稱為相。5）組織

組織是指用肉眼或借助顯微鏡能觀察到的具有某種形態(tài)特征的合金組成物。其實質(zhì)是一種或多種相按一定的方式相互結(jié)合所構(gòu)成的整體的總稱。它直接決定合金的性能。

14第十四頁，共十五頁，2022年，8月28日

2、合金的結(jié)構(gòu)

2.1.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶根據(jù)合金中各組元之間的相互作用不同，可分為