金属学及热处理详解.doc

《金属学及热处理》复习资料 第1单元 金属的结构与性能 1、名词解释 强度：材料在外力作用下抵抗永久变形的能力 塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力指标为伸长率和收缩率{值越大，塑性越好} 韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 硬度：指材料对局部塑性变形、压痕或划痕的抗力。是材料力学性能的一个综合物理量 晶体：基元在三维空间呈规则的周期性婆排列，结构长程有序，表现为各向异性，有固定熔点，天然晶体有规则外形 晶格：描述原子或原子团在晶体中排列方式的几何空间格架。 晶胞：从晶格中选取出来的一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元。 通常选定晶格中最小的平行六面体为晶胞。该晶胞满足以下原则：具有原晶体多面体的全部对称要素；体积最小 晶格常数：，即a,b,c,以及α，β。γ 晶面：在晶体中，由一系列原子所构成的平面。 晶向：在晶体中，任意两个原子之间连线所指的方向。 晶面指数和晶向指数：表述不同晶面和晶向的原子排列情况及其在空间的位向。 晶向指数用[ ]表示，晶面指数用( )表示 晶向指数表示一组相互平行、方向一致的晶向。 晶体缺陷：根据缺陷相对于晶体的尺寸，或其影响范围的大小进行分类：点缺陷{空位、间隙原子、置换原子}、线缺陷{主要是位错：刃型位错上正、螺型位错}、面缺陷{晶体外表面及各种内界面（晶界、孪晶界、亚晶界、相界、堆垛层错等}。 空位{热振动引起}和间隙原子的运动是金属晶体产生扩散的重要方式。{热平衡缺陷}间隙原子造成的晶格畸变远大于空位。 位错线是一个具有一定宽度的细长晶格畸变管道。 {多余在上，则为正刃型位错}位错决定金属的前度，断裂和塑性变形 细化晶粒是强化金属的重要手段之一。 合金：由一种金属元素跟其它金属/非金属熔合/复合而成的、具有金属特性的物质 组元：组成合金的最基本的独立的物质。可以是元素，也可以是化合物。 相：指合金中具有同一聚集状态、结构相同、成分和性能均一，并有明确界面与其他部分分开的均匀组成部分。合金在固态下的相即为合金相。 组织：用肉眼或显微镜所观察到的组成相的形状、分布???各相之间的组合状态。 固溶体：以合金某一组元为溶剂，在其晶格中溶入其它组元原子（溶质）后所形成的一种合金相。仍然保持溶剂的晶体结构。 固溶强化：溶质元素产生晶格畸变，使固溶体强度、硬度升高的现象{置换和间隙}。 中间相：当溶质含量超过固溶体的溶解度时，将出现晶体结构和任一组元都不相同的新相，即金属间化合物。 同素异构转变：一些金属，在固态下随温度或压力的改变,还会发生晶体结构变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化 2、金属有哪几种常见的晶体结构？晶胞内原子数和致密度各为多少？ 体心立方，面心立方，密排六方三种，体心立方原子数为2，致密度为0.68；面心立方为4,0.74；密排六方为6,0.74 α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、W、Mo、Zn各属何种晶体结构？ α-Fe，Cr，V，W、Mo为体心立方结构，γ-Fe，Al、Cu、Ni为面心立方结构，Mg，Zn为密排六方就够 3、实际晶体中的晶体结构缺陷有哪些？它们对金属的性能有什么影响？ 4、在立方晶系中画出下列晶面和晶向，(100)、(110)、(111)、(211)、(121)、[100]、[110]、[111]、[211]、[121]。 5、试比较间隙固溶体、间隙相和间隙化合物的结构和性能特点。 间隙固溶体为溶质燕子很小时，溶质原子就可能进入溶剂晶格间隙中而形成间隙固溶体。溶质原子通常是原子半径小于0.1 mm的一些非金属元素。溶质原子引起溶剂点阵畸变，点阵常数变大，畸变能升高。因此，间隙固溶体都是有限固溶体，而且溶解度很小。 间隙相：当r非/r金0.59时，化合物具有简单的晶体结构。仍具有明显的金属特性，而且间隙相具有极高的熔点和硬度，同时其脆性也很大，是高合金钢和硬质合金中的重要强化相。在间隙相中金属原子组成简单点阵类型的结构，此结构与其为纯金属时的结构不相同。 间隙相的一般可以用简单的化学式来表达，大多数间隙相的成分可以在一定范围内变化。 间隙化合物的晶体结构都很复杂，原子间结合键位共价键和金属键。间隙化合物也具有很高的熔点和硬度，脆性较大，也是钢中重要的强化相之一。但与间隙相相比，间隙化合物的熔点和硬度以及化学稳定性都要低一些。 6、何谓置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？ 置换固溶体：溶质原子替代一部分溶剂原子而占据溶剂晶格结点位置所形成的固溶体。 影响置换固溶体固溶度的因素：组元的晶体结构类型；原子尺寸因素；电负性因素（化学亲和力）；电子浓度因素。 7、何谓固溶强化？一般情况下，固溶强化后的性能如何？ 固溶强化：溶质元素产生晶格畸变，使固溶体强度、硬度升高的现象。固溶体的强度和硬度比其纯金属组元的平均值高；