金属学与热处理总复新习.ppt

第1章 复习;金属键; 空间点阵：将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点（阵点 lattice point），即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列。;晶系与布拉菲点阵;典型的金属晶体结构;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;原子个数：2 配位数： 8 致密度：0.68 常见金属：?-Fe、Cr、W、Mo、V、Nb等; ;a;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;;;三种典型金属结构的晶体学特点 ;晶向指数和晶面指数;(1) 建立以晶轴a，b，c为坐标轴的坐标系，各轴上的坐标长度单位分别是晶胞边长a，b，c，坐标原点在待标晶向上； (2) 选取该晶向上原点以外的任一点P(xa，yb，zc)； (3) 将x，y，z化成最小的简单整数u，v，w， 且u : v : w = x : y : z； 将u，v，w三数置于方 括号2内就得到晶向指数[uvw]。;晶面指数的标定;[u v w] [u v t w] t=-(u+v); 所有相交于某一晶向直线或平行于此直线的晶面构成一个 “晶带”（crystal zone）；此直线称为晶带轴（crystal zone axis），所有的这些晶面都称为共带面。 晶带轴[u v w]与该晶带的 晶面（h k l）的关系 hu＋kv＋lw＝0 —晶带定律 凡满足此关系的晶面都 属于以[u v w]为晶带轴的晶带。;立方晶系中原子的排列及其面密度;linear indices;多晶型性;缺陷;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。;;弗伦克尔缺陷：在晶格内原子热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置后，进入晶格点的间隙位置，变成间隙原子，而在原来的位置上形成一个空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。;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;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