金属材料及热处理 第4版 教学课件 作者 丁仁亮 3_第二章 常见金属的晶体结构与结晶.ppt

第二章　常见金属的晶体结构与结晶 第一节　常见金属的晶体结构第二节　实际金属的结构第三节　纯金属的结晶第四节　金属铸锭的组织 第一节　常见金属的晶体结构 一、晶体结构的基本概念1.晶格 图2-1　α-Fe原子排列示意图a)原子堆垛模型　b)晶格　c)晶胞 第一节　常见金属的晶体结构 2.晶胞3.晶格常数 二、常见金属的晶格类型1.体心立方晶格 图2-2　体心立方晶格的晶胞 第一节　常见金属的晶体结构 2.面心立方晶格 图2-3　面心立方晶格的晶胞 3.密排六方晶格 第一节　常见金属的晶体结构 图2-4　密排六方晶格的晶胞 三、配位数和致密度四、晶面指数和晶向指数 第一节　常见金属的晶体结构 1.立方晶格晶面指数的确定方法 图2-5　晶面和晶向 第一节　常见金属的晶体结构 1)设坐标x、y、z(图2-5)。2)求截距，以晶格常数为度量单位。3)取倒数。4)化为最小整数。5)列括号。2.立方晶格晶向指数的确定方法1)设坐标轴x、y、z(必须使坐标轴的原点O位于所求晶向上)。2) 以晶格常数为度量单位，在所求晶向直线上任选一点，求出该点在x、y、z轴上的坐标值。3)化为最小整数。4) 列括号。 第二节　实际金属的结构 图2-6　工业纯铁的显微组织图 第二节　实际金属的结构 图2-7　各晶粒位向示意图 第二节　实际金属的结构 图2-8　实际金属晶体的结构 1.点缺陷2.线缺陷 第二节　实际金属的结构 图2-9　空位及间隙原子引起晶格畸变 第二节　实际金属的结构 图2-10　刃型位错 第二节　实际金属的结构 图2-11　螺型位错 第二节　实际金属的结构 图2-12　用电子显微镜观察到的金属锗中的刃型位错 3.面缺陷 第二节　实际金属的结构 图2-13　大角度晶界的原子排列示意图 第二节　实际金属的结构 图2-14　小角度晶界的位错模型 图2-15　Au-Ni合金的亚晶粒 第三节　纯金属的结晶 一、金属结晶的基本规律1.过冷现象 图2-16　纯金属的冷却曲线 第三节　纯金属的结晶 图2-17　液体与晶体在不同温度下自由能的变化 第三节　纯金属的结晶 图2-18　金属的结晶过程示意图 2.结晶的一般过程二、晶核的形成与长大 第三节　纯金属的结晶 1.自发形核与非自发形核2.晶核的长大 图2-19　树枝状晶体长大示意图 第三节　纯金属的结晶 图2-20　多晶结构形成示意图a)形成若干树枝状晶粒　b)获得多晶结构 三、晶粒大小对金属力学性能的影响 第三节　纯金属的结晶 四、影响晶粒大小的因素及晶粒大小的控制1.过冷度的影响 图2-21　过冷度对生核率N和长大速度v的影响 第三节　纯金属的结晶 2.变质处理 第四节　金属铸锭的组织 一、铸锭的组织 图2-22　铸锭的组织示意图1—细晶区　2—柱状晶区　3—等轴晶区 第四节　金属铸锭的组织 1.表面细晶粒层 2.柱状晶粒层3.等轴晶粒区 二、定向结晶与单晶1.解释下列名词：2.实际金属晶体中存在有哪些晶体缺陷?对性能有什么影响？3.什么叫过冷度？它对结晶过程和晶粒度的影响规律如何？4.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性?5.如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：(1)金属模浇注与砂模浇注； 第四节　金属铸锭的组织 (2)高温浇注与低温浇注；(3)铸成薄件与铸成厚铸件；(4)浇注时采用振动与不采用振动。6.金属结晶的基本规律是什么？决定金属结晶后晶粒度的因素有哪些？如何控制金属结晶晶粒的大小？7.形核有几种？非自发形核对实际生产有何作用？