工程材料1-金属学基础.ppt

;;;;;;;*;;;;① 确定原点，建立坐标系，求出所求晶面在三个坐标轴上的截距。 ② 取三个截距值的倒数并按比例化为最小整数，加圆括弧，形式为（hkl）。;例一.求截距为?、1、?晶面的指数 截距值取倒数为0、1、0，加圆括弧得（010） 例二.求截距为2、3、 ?晶面的指数 取倒数为1/2、1/3 、 0, 化为最小整数加圆括弧得（320） 例三.画出（112）晶面 取三指数的倒数1、1、1/2, 化成最小整数为2、2、1，即为X、Y、Z三坐标轴上的截距;;① 确定原点，建立坐标系，过原点作所求晶向的平行线。 ② 求直线上任一点的坐标值并按比例化为最小整数，加方括弧。形式为[uvw]。;;;;*;;111;;;⑴ 体心立方晶格;体心立方晶格;体心立方晶格的参数;体心立方晶格;⑵ 面心立方晶格;面心立方晶格;面心立方晶格的参数; ;⑶ 密排??方晶格;密排六方晶格的参数;a;三种常见晶格的密排面和密排方向 单位面积晶面上的原子数称晶面原子密度。 单位长度晶向上的原子数称晶向原子密度。 原子密度最大的晶面或晶向称密排面或密排方向。;三种常见晶格的密排面和密排方向;体心立方(110)面;实际金属的晶体结构;沿晶断口;晶界：晶粒之间的交界面。 晶粒越细小，晶界面积越大。 多晶体：由多晶粒组成的晶体结构。;⑵ 晶体缺陷 晶格的不完整部位称晶体缺陷。 实际金属中存在着大量的晶体缺陷，按形状可分三类，即点、线、面缺陷。;① 点缺陷 空间三维尺寸都很小的缺陷。;a. 空位：晶格中某些缺排原子的空结点。 b. 间隙原子：挤进晶格间隙中的原子。可以是基体金属原子，也可以是外来原子。;c. 置换原子：取代原来原子位置的外来原子称置换原子。 点缺陷破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，称晶;空位和间隙原子引起的晶格畸变;② 线缺陷—晶体中的位错 位错：晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生局部滑移，滑移面上滑移区与未;刃型位错和螺型位错;刃型位错：当一个完整晶体某晶面以上的某处多出半个原子面，该晶面象刀刃一样切入晶体，这个多余原子面的边缘就是刃型位错。 半原子面在滑移面以上的称正位错，用“ ┴ ”表示。 半原子面在滑移面以下的称负位错，用“ ┬ ”表示。;位错密度：单位体积内所包含的位错线总长度。 ? = S/V(cm/cm3或1/cm2) 金属的位错密度为104~1012/cm2 位错对性能的影响：金属的塑性变形主要由位错运动引起，因此阻碍位错运动是强化金属的主要途径。 减少或增加位错密度都可以提高金属的强度。;电子显微镜下的位错;电子显微镜下的位错观察;③ 面缺陷—晶界与亚晶界 晶界是不同位向晶粒的过渡部位，宽度为5~10个原子间距，位向差一般为20~40°。;亚晶粒;晶界的特点： ① 原子排列不规则。 ② 熔点低。 ③ 耐蚀性差。 ④ 易产生内吸附，外来原子易在晶界偏聚。 ⑤ 阻碍位错运动，是强化部位，因而实际使用的金属力求获得细晶粒。 ⑥ 是相变的优先形核部位 ;;;;;;晶核的形成过程 液态金属中存在着原子排列规则的小原子团，它们时聚时散，称为晶坯。 在T0以下, 经一段时间后(即孕育期), 一些大尺寸的晶坯将会长大，称为晶核。;晶核的形成方式 形核有两种方式，即均匀形核和非均匀形核。 由液体中排列规则的原子团形成晶核称均匀形核。 以液体中存在的固态杂质为核心形核称非均匀形核。非均匀形核更为普遍。;;晶核的长大方式 晶核形成以后就会立刻长大，晶核长大的实质就是液态金属原子向晶核表面堆砌的过程，也是固液界面向液体中迁移的过程。 晶核的长大方式有两种，即均匀长大和树枝状长大。;在正温度梯度下，晶体生长以平面状态向前推进。;实际金属结晶主要以树枝状长大. 这是由于存在负温度梯度，且晶核棱角处的散热条件好，生长快，先形成一次轴，一次轴又会产生二次轴…，树枝间最后被填充。;树枝状结晶;;;铸锭(件)组织与缺陷;*;⑴ 表层细晶区： 浇注时，由于冷模壁产生很大的过冷度及非均匀形核作用，使表面形成一层很细的等轴晶粒区。;⑵ 柱状晶区： 由于模壁温度升高，结晶放出潜热，使细晶区前沿液体的过冷度减小，形核困难。加上模壁的定向散热，使已有的晶体沿着与散热相反的方向生长而形成柱状晶区。;⑶中心粗等轴晶区: 由于结晶潜热的不断放出，散热速度不断减慢，导致柱状晶生长停止，当心部液体全部冷至实际结晶温度T1以下时，在杂质作用下以非均匀形核方式形成许多尺寸较大的等轴晶粒。;⑴ 缩孔：缩孔是由于