金属学与热处理总复习解析.ppt

第1章 复习 晶胞内的原子数 点阵常数与原子半径 配位数：是指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。 致密度：晶体结构中原子体积占总体积的百分比。 K为致密度 n为晶胞中原子数 v是一个原子的体积 原子间隙 体心立方 面心立方 面心立方晶格与密排六方晶格密排面的堆垛顺序 密排六方晶格的堆垛顺序为ABABAB… 面心立方晶格的堆垛顺序为ABCABCABC… 典型金属晶体中原子间的间隙 四面体空隙（tetrahedral interstice），由4个球体所构成，球心连线构成一个正四面体； 八面体空隙（octahedral interstice），由6个球体构成，球心连线形成一个正八面体。 八面体间隙－－FCC 四面体间隙－－FCC 或 立方晶系中原子的排列及其面密度 立方晶系中重要晶向的原子的排列及其线密度 点缺陷：三维方向上尺寸都很小（远小于晶体或晶粒的线度），又称零维缺陷。典型代表有空位、间隙原子等。 线缺陷：两个方向尺寸很小，一个方向尺寸较大（可以和晶体或晶粒线度相比拟），又称为一维缺陷。位错是典型的线缺陷。 面缺陷：一个方向尺寸很小，另两个方向尺寸较大，又称二维缺陷。如晶粒间界、晶体表面、层错等。 体缺陷：如果在三维方向上尺度都较大，那么这种缺陷就叫体缺陷，又称三维缺陷。如沉淀相、空洞等。 点缺陷对材料性能的影响 晶体中已滑移区与未滑移区的边界线垂直于滑移方向，则会存在一多余半排原子面，使此处上下两部分晶体产生原子错排，这种晶体缺陷称为刃型位错。 多余半排原子面在滑移面上方的称正刃型位错，记为“┻”；相反，半排原子面在滑移面下方的称负刃型位错，记为“┳”。符号中水平线代表滑移面，垂直线代表半个原子面。 刃型位错的结构特征 有一额外的半原子面，分正和负刃型位错； 可理解为是已滑移区与未滑移区的边界线，可是直线也可是折线和曲线，但它们必与滑移方向和滑移矢量垂直； 只能在同时包含有位错线和滑移矢量的滑移平面上滑移； 位错周围点阵发生弹性畸变，有切应变，也有正应变； 位错畸变区只有几个原子间距，是狭长的管道，故是线缺陷。 晶体中已滑移区与未滑移区的边界线（即位错线）若平行于滑移方向，则在该处附近原子平面已扭曲为螺旋面，这种晶体缺陷称为螺型位错。 符合右手法则的称右螺旋位错；符合左手法则的称为左螺旋位错。 螺型位错的结构特征 无额外的半原子面，原子错排程轴对称，分右旋和左旋螺型位错； 一定是直线，与滑移矢量平行，位错线移动方向与晶体滑移方向垂直； 滑移面不是唯一的，包含螺型位错线的平面都可以作为它的滑移面； 位错周围点阵也发生弹性畸变，但只有平行于位错线的切应变而无正应变，即不引起体积的膨胀和收缩； 位错畸变区也是几个原子间距宽度，同样是线位错。 位错的基本几何性质 位错是一条细长的管状缺陷区，区内的原子严重地错排。 位错可以看成是局部滑移或局部位移区的边界。 b与ξ之间的关系确定了三类位错。b的大小决定了位错中心区的原子错配度和周围晶体的弹性形变，决定了能量大小。 位错线必须是连续的。它或者起至于晶体表面（或晶界），或形成封闭回路（位错环），或者在结点处和其他位错相连。 刃位错的ξ×b向上为正，反之为负（右手法则）。螺位错的ξ与b同向为右螺型，反向为左螺型。 b的最重要性质是守恒性，即一条位错线只有一个b。 表征位错线的性质：根据b与位错线的取向关系可确定位错线性质。 b表征了总畸变的积累：围绕一根位错线的柏氏回路任意扩大或移动，回路中包含的点阵畸变量的总累和不变，因而由这种畸变总量所确定的柏氏矢量也不改变。 b表征了位错强度：同一晶体中b大的位错具有严重的点阵畸变，能量高且不稳定。 用柏氏矢量可以表示晶体滑移的方向和大小。位错运动导致晶体滑移时，滑移量大小即柏氏矢量b，滑移方向即为柏氏矢量的方向。 晶体表面结构与晶体内部不同，由于表面是原子排列的终止面，另一侧无固体中原子的键合，其配位数少于晶体内部，导致表面原子偏离正常位置，并影响了邻近的几层原子，造成点阵畸变，使其能量高于晶内。  晶界 属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面称为晶界； 而每个晶粒有时又由若干个位向稍有差异的亚晶粒所组成，相邻亚晶粒间的界面称为亚晶界 小角度晶界的结构 具有不同结构的两相之间的分界面称为相界。 相界面可分为共格相界、半共格相界和非共格相界。 第2章 复习 纯金属的相图 结晶的结构条