机械工程材料与热处理 第2版 课件 第2章 金属学基础知识.ppt

合金的晶体结构一、合金基本概念以一种金属元素为主导，必须具有金属特性合金冶炼、烧结、喷涂…组成合金的最基本的独立物质合金化方法组元合金中具有相同成分、结构、且性能相同的均匀组成部分合金相（相）借助肉眼或显微镜所观察到的金属材料内部的相的组成、各相量的多少、相的形态分布和晶粒的大小等部分组织二、合金相结构固溶体①总是以一种金属元素为溶剂，另一种或多种元素为溶质②保有溶剂的晶格结构③成分可在一定范围内变化，性能随成分的变化而变化④产生晶格畸变特征一种组元的原子溶入另一组元的晶格中所形成的均匀固相概念固溶强化分类置换固溶体间隙固溶体分类金属化合物合金各组元的原子按一定的整数比化合而成的一种新相性能特点熔点高、硬度高、脆性大影响强度、硬度和耐磨性提高，塑性和韧性降低机械混合物混合物中的各组成相既不溶解，也不化合具有更高的综合性能金属的冷塑性变形基本概念塑性塑性成形塑性成形的目的——常用塑性成形方法——材料在外力作用下发生永久变形又不破坏其完整性的能力——材料在外力作用下，利用自身的塑性而使其加工成具有一定形状、尺寸及力学性能的工件的加工方法改变形状、尺寸改善组织及性能轧制挤压拉拔锻压冲压一、单晶体塑性变形滑移：晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分发生滑动二、多晶体塑性变形变形过程复杂晶粒位向的影响晶界的影响晶粒大小的影响产生内应力出现竹节现象强度提高，塑性韧性得到改善纤维组织的形成晶粒内产生亚结构形成形变织构产生残余应力产生加工硬化三、金属冷塑性变形对组织和性能的影响冷塑性变形是金属在再结晶温度以下的塑性变形四、回复与再结晶回复纤维组织，残余应力显著下降塑性提高再结晶获得了新的等轴晶粒，消除了冷加工纤维组织、加工硬化和残余应力晶粒长大晶粒粗化、力学性能变坏金属热塑性变形再结晶温度热加工冷加工热加工影响消除铸态金属的组织缺陷细化晶粒形成锻造流线形成带状组织***%**非教材内容*非教材内容《机械工程材料与热处理第2版》机械工业出版社张文灼赵宇辉主编ISBN978-7-111-51930-0《机械工程材料与热处理第2版》机械工业出版社张文灼赵宇辉主编ISBN978-7-111-51930-0《机械工程材料与热处理第2版》机械工业出版社张文灼赵宇辉主编ISBN978-7-111-51930-0《机械工程材料与热处理第2版》机械工业出版社张文灼赵宇辉主编ISBN978-7-111-51930-0第二章金属学基础知识纯金属的晶体结构金属的结晶合金的晶体结构金属的冷塑性变形金属的热塑性变形晶体与非晶体晶体：固态下分子或原子呈规则排列的聚集状态特征：整齐规则的几何外形固定熔点你是否可以列举生活中的晶体呢？盐、味精、砂糖、碱牙齿、骨骼泥土、砂石金属制品松香、琥珀、玻璃非晶体辨别：X技术进行结构分析 晶胞常数：a、b、c、α、β、γ晶格常数：a、b、c简单立方晶胞：a＝b＝cα＝β＝γ＝90℃晶体晶格（空间格架）晶胞一、晶体结构纯金属的晶体结构取向相同的晶胞构成晶粒纯金属的晶体结构二、典型晶格类型体心立方晶格（bcc）面心立方晶格（fcc）密排六方晶格（hcp）金属中常见晶格类型的基本参数晶格类型体心立方（bcc）面心立方（fcc）密排六方（hcp）晶胞结构晶胞常数晶胞内原子数原子半径致密度配位数典型金属a＝b＝cα＝β＝γ＝90℃a＝b＝cα＝β＝γ＝90℃a＝bc/a＝1.633α＝β＝90℃γ＝120℃0.680.740.7481212α-Fe、Mo、W、V、Cr、β-Tiγ-Fe、Al、Cu、Ni、Au、AgMg、Zn、Be、Ca、α-Ti反映原子排列紧密程度三、单晶体的各向异性纯金属的晶体结构晶面{100}{110}{111}bccfcc晶向100110111bccfcc结论：同一晶格内不同晶面（晶向)上原子分布不同不同晶格类型、同一名称晶面（晶向）上原子分布不同每一晶面（晶向）对应一晶面族（晶向族），其面间距（原子排列紧密程度）不同∴单晶体具有各向异性实际金属多为多晶