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Ch2 晶体结构与结晶 §1 金属的晶体结构 §2 实际金属的结构 §3 非金属固体结构 §4 金属的结晶 一、晶体的概念 固体 金属、非金属 晶体、非晶体 何谓晶体、非晶体 晶体和非晶体的相互转化（加热和冷却） 晶体的抽象(晶格、晶胞、晶向、晶格常数) 二、常见的金属晶格 三、单晶体的各向异性 同一晶体的不同晶面和晶向上的性能不同 多晶体结构 晶格缺陷 点缺陷 线缺陷 面缺陷 体缺陷 一、多晶体结构 晶粒 晶界 显微组织 显 微 组 织 不同放大倍数下金属的显微组织 显 微 组 织 不同含碳量的显微组织 显 微 组 织 二、晶格缺陷 点缺陷（晶格空位、置换原子、间隙原子） 线缺陷：呈线状分布的缺陷__位错(刃型、螺型) 面缺陷 晶 界：晶粒之间的位向为30o～40o 亚晶界：晶粒内的小位向为1o～2o 体缺陷：各种夹杂物 离子晶体 共价晶体 高分子晶体（线型高聚物） 一、结晶的概念 结晶的定义 二、金属的结晶过程 形核（自发形核、非自发形核） 长大 树枝晶的形成 纯金属的结晶过程 三、影响生核与长大的因素 过冷度的影响 纯铁晶粒度与力学性能的关系 金属的同素异构转变 五、金属铸锭的组织特点 表面细晶粒层：综合性能好 柱状晶粒层：各向异性 中心粗大等轴晶粒层： 高温性能好，力学性能差 第二章 晶体结构与结晶 机电工程学院 赵占西 §1 金属的晶体结构 §1 金属的晶体结构 原子排列模型 §1 金属的晶体结构 §1 金属的晶体结构 原子排列模型 晶格特点体心立方 原子数1＋8 ×(1/8)=2 典型金属：?-Fe、Cr、Mo、W、V、K、Na、Ba、Nb 性能特点：强度很高，塑性较好 致密度：68％（原子占有晶胞体积的百分数） §1 金属的晶体结构 晶格特点面心立方 原子数6×(1/2)＋8 ×(1/8)=4 典型金属：?-Fe、Cu、Al、Ni、Au、Ag、Pt 性能特点：塑性极好 致密度：74％ §1 金属的晶体结构 原子数3＋2×(1/2)＋12×(1/6)=6 典型金属：Be、Mg、Zn、Cd、 ?- Ti、 ?- Co 性能特点：性能介于体心立方和面心立方之间 致密度：74％ 晶格特点密排六方 §1 金属的晶体结构 Fig2-5 铁的单晶体及其各方向上弹性模量（E）示意图 §1 金属的晶体结构 §2 实际金属的结构 §2 实际金属的结构 §2 实际金属的结构 §2 实际金属的结构 §2 实际金属的结构 点缺陷将导致晶格畸变 §2 实际金属的结构 位错密度通常为106～108cm/cm3导致晶格畸变 §2 实际金属的结构 ┴ 面缺陷导致晶格畸变 §2 实际金属的结构 §2 实际金属的结构 §3 非金属固体结构 §3 非金属固体结构 §3 非金属固体结构 §3 非金属固体结构 高分子晶体（体型高聚物） §4 金属的结晶 结晶与凝固的关系 冷却曲线 过冷度 结晶潜热 §4 金属的结晶 §4 金属的结晶 §4 金属的结晶 难熔杂质（孕育处理） 非自发形核 §4 金属的结晶 47.5 108 294 194 44.8 70 274 51 35.3 46 237 6.3 ?(％) ?s (N/mm2) ?b (N/mm2) 晶粒度(晶粒数/mm2) §4 金属的结晶 ?-Fe ?-Fe ? -Fe 1394℃ 912℃ §4 金属的结晶 §4 金属的结晶 问题： 缩孔 缩松 偏析 §4 金属的结晶 第二章 晶体结构与结晶 机电工程学院 赵占西 * *