机械制造基础第2版 作者 孙学强 主编 第二章 金属与合金的晶体结构.pptVIP

第二章 金属与合金的晶体结构 机械制造基础 第二章 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 教 学 要 求 通过学习，学生应了解和掌握金属与合金的晶体结构、晶体缺陷，以及合金的相结构为以后的学习奠定基础。 机械制造基础 第二章 第一节 纯金属的晶体结构 第二节 合金的晶体结构 第三节 实际金属的晶体结构 主 要 内 容 机械制造基础 第二章 本 章 重 点 合金的相结构； 金属的晶体缺陷。 机械制造基础 第二章 第一节 纯金属的晶体结构 一、晶体结构的基本知识 1、晶体与非晶体 固态物质按原子（或分子）的聚集不同分为两类： 晶 体 —— 原子具有规则排列的物质； 非 晶 体 —— 原子不具有规则排列的物质。 晶体的三个特征： （1）晶体中的原子（或分子）在三维空间作有规则的周期性的重复排列，因此晶体具有规则的外形； （2）晶体具有固定的熔点（如铁为1538℃、铝为660℃ ）； （3）在不同的方向上具有不同的性能，即具有各向异性。 机械制造基础 第二章 二、金属的晶体缺陷 晶体缺陷——晶体内部由于结晶条件或加工等方面的影响，使原子排列规则受到破坏，表现出原子排列的不完整性。按照缺陷的几何特征，可分为以下类： 1、空位和间隙原子（点缺陷） 在实际晶体结构中，晶格的某些结点，往往未被原子所占有，在晶格中便出现了空的结点，这种空着的晶格结点称为晶格空位。同时，又有可能在个别晶格空隙处出现多余原子。这种不占据正常晶格位置而处在晶格空隙中的原子，称为间隙原子如图2-10所示。 机械制造基础 第二章 晶格：把原子看成一个点，用假想的线条把原子连接起来构成的空间格子。 晶胞：能反映晶格特征的最小几何单元体。 机械制造基础 第二章 二、金属中常见的晶格类型 在已知的80余种金属元素中，大多数金属都具有比较简单的晶体结构。最常见的金属晶格有三种类型。 1、体心立方晶格 体心立方晶格的晶胞是一个立方体，在立方体的八个顶角上各有一个原子，在立方体的中心还有一个原子。 具有体心立方晶格的金属有铬、钨、钼、钒及α铁等。 机械制造基础 第二章 2、面心立方晶格 面心立方晶格的晶胞也是一个立方体，在立方体的八个顶角各有一个原子，同时在立方体的六个面的中心又各有一个原子。具有这种晶格的金属有铜、铝、银、金、镍、γ铁等。 3、密排六方晶格 密排六方晶格的晶胞是一个正六棱柱体，在柱体的12个顶角上各有一个原子，上下底面的中心也各有一个原子；晶胞内部还有三个呈品字形排列的原子。具有这种晶格的金属有铍、镁、锌和钛等。 机械制造基础 第二章 第二节 合金的晶体结构 一、合金的基本概念 1、合金 由两种或两种以上的金属元素，或金属元素与非金属元素熔合在一起，形成具有金属特性的物质。 例如，钢是由铁和碳组成的合金；普通黄铜是由铜和锌组成的合金。 合金除有金属的基本特性外，还有优良的力学性能及某些特殊的物理和化学性能，如高强度、强磁性、耐热性及耐蚀性等。 2、组元 组成合金的独立的、最基本的单元称为组元。合金的组元通常是纯元素，但也可以是在所研究的范围内既不分解也不发生任何反应的稳定化合物。 根据合金组元数目的多少，合金可分为二元合金、三元合金和多元合金。 机械制造基础 第二章 3、合金系 由二个或二个以上的组元按不同的含量配制的一系列不同成分的合金，称为一个合金系，简称系。如Cu - Zn系、Pb - Sn系、Fe - C系等。 4、相 合金中凡是结构、成分和性能相同并且与其它部分有界面分开的均匀组成部分称为相。液态物质称为液相，固态物质称为固相。在固态下，物质可以是单相的，也可以是多相的。我们后面将要提到“组织”这个名词，这是一个与“相”最易混淆的概念。