金属的晶体结构.docxVIP

金属学与热处理 （第一章）第一、二节 金属、金属的晶体结构化学成分和金属的内部结构和组织状态是决定金属性能的重要因素。组织是影响金属性能的重要因素。金属是具有正的电阻温度系数的物质。所有的非金属都具有负的电阻温度系数。原子结合方式：离子键 有饱和性和方向性 原子达不到紧密排列状态。共价键 有饱和性和方向性 原子达不到紧密排列状态。金属键 没有饱和性和方向性 因为这个原因，金属原子能达到紧密排列状态。当大量金属原子结合成固体时，为使固态金属具有最低的能量，以保持其稳定状态，大量的原子之间必须保持一定的平衡距离，这就是固态金属中的原子保持规则排列的重要原因。三种最常见的晶体结构：体心六方、面心六方、密排六边形。α铁和δ铁是体心立方晶体结构。γ铁是面心立方晶体结构。由于两种晶体结构的致密度不同，当铁在受热膨胀时会出现体积突变。第三节 金属的实际晶体结构金属的实际晶体结构存在缺陷。分为点缺陷（空位、间隙原子、置换原子）、线缺陷（刃型位错、螺型位错）、面缺陷（外表面、内界面）。点缺陷（都会造成晶格畸变。将加速扩散。）空位是一种热平衡缺陷。其平衡浓度非常低，大概十万个原子中才出现一个空位。但对固态金属的扩散过程起着极为重要的作用。间隙原子也是一种热平衡缺陷。在一定温度下有一平衡浓度，对于异类原子来说，常将这一平衡浓度称为固溶度。置换原子也是一种热平衡缺陷。在一定温度下有一平衡浓度，常将这一平衡浓度称为固溶度。通常它比置换原子的固溶度大的多。线缺陷 （位错） 位错对金属的强度、断裂、和塑性变形起着决定性作用。ρm处晶体抗拉强度最小，相当于退火状态下的晶体强度。当经过加工变形后，位错密度增加，由于位错之间的相互作用和制约，晶体的强度便又上升。面缺陷面缺陷包括外表面和内界面（晶界、亚晶界、孪晶界、堆垛层错和相界）两种。由于表面层产生畸变，所以其能量要升高，将这种单位面积上升高的能量称为比表面能，简称表面能。它与表面张力同数字、同量纲。单位为J?m-2。晶体结构相同位向不同的晶粒之间的界面称为晶界。具有不同晶体结构的两相之间的分界面称为相界。由于晶界上存在晶格畸变，因而在室温下对金属的塑性变形起阻碍作用。在宏观上表现为使金属具有更强的强度和硬度。显然，晶粒越细，金属的强度和硬度越高。因此，对于低温下使用的金属材料，一般总是希望获得较细小的晶粒。