1.2材料的结构.ppt

第 2 章 材料的组织结构 §2.1金属的晶体结构2.1.1金属的理想晶体结构 金属的晶体结构 P8 图2-1 常见金属晶体结构 P9 图2-2 90%的金属具有下述三种晶体结构之一1.体心立方晶格 2.面心立方晶格 （比较） 3.密排六方晶格 2.1.2金属的实际晶体结构 多晶体的伪各向同性 二、金属晶体中的缺陷 2.线缺陷 ——(刃型)位错 P10 图2-5 3.面缺陷 —— 晶界 P10 图2-6 §2.3 金属的结晶与细化强化1. 结晶的过程 2. 结晶温度P16图2-13、14 结晶过程P16图2-13 细化晶粒的方法 §2.4材料的同素异构转变P17图2-15 §2.5 铁碳合金相图2.5.1 基本概念 合金相结构P11 固溶体的力学性能 2.金属化合物 3.机械混合物 铁碳合金（ Fe—Fe3C ）相图1. 铁碳合金的基本组织（ P20图2-20 ） 一、固溶体P20 二、金属化合物 三、机械混合物 2.莱氏体 铁碳合金相图 Fe — Fe3C相图建立 (2)测出各种不同成分合金的冷却曲线(3)将相变点分别标入温度—成分坐标系中 * Fe — Fe3C相图分析P20(图2-20) 铁碳合金相图分析 铁碳合金分类 铁碳合金的组织、性能变化规律（ P25图2-28 ）室温 *含碳量与性能的关系 相区：4个单相区，5个两相区，2条水平线 五种渗碳体 的形态 用折线法分析0.4%C；0.77%C；1.2%C合金的结晶过程 P22(图2-21) P23(图2-22、23、24) 工业纯铁 0.0218%C 钢 0.0218-2.11%C 亚共析钢 0.0218-0.77%C 共析钢 0.77%C 过共析钢 0.77-2.11%C 白口铸铁（生铁） 2.11-6.69%C 亚共晶白口铸铁 2.11-4.3%C 共晶白口铸铁 4.3%C 过共晶白口铸铁 4.3-6.69%C *工程材料与材料成型基础 * 晶体 —— 原子作有规则排列（如所有金属） 具有一定的熔化温度、硬度、塑性 各向异性：不同方向的性能不同 非晶体 —— 原子无规则排列（如玻璃、塑料） 无固定熔点 各向同性 致密度：指晶胞中原子所占的体积与晶胞体积之比 晶格常数：晶胞的棱边长度（反映晶胞的大小）1A=1× cm 晶格：描述原子在晶体中排列的空间格子， 晶胞：组成晶格的基本(最小)单元. 常见金属晶体结构有三种 晶胞中的原子数：1/8 ×8 + 1 = 2 致密度：0.68 常见金属有 α-Fe, Cr, W, Mo, V等 晶胞中的原子数：1/8 × 8 + 1/2 × 6 = 4 致密度：0.74 常见金属有 γ-Fe, Al, Cu, Ni, Pb等 晶胞中的原子数： 1/6 × 12 + 1/2 × 2 + 3 = 6× 致密度：0.74 常见金属有 Mg, Zn, Ti等 晶界：晶粒之间的界面 单晶体：各部分位向完全一致的晶体 由于不同晶面和晶向上 原子排列密度不同 原子间结合力不同 力学性能不同 单晶体表现为各向异性 多晶体：许多位向不同的单晶体的聚合体 P9 图2-3 晶粒：多晶体中外形不规则的小晶体 伪各向同性：总体上各向性能基本相同，但各晶粒内部 仍然是各向异性 多晶体中的各晶粒位向不同，一般在总体上不显示出各向异性，似乎是各向同性，即伪各向同性 —— 晶体中原子偏离原来平衡位置 晶体缺陷 导致晶格畸变 强度↑，硬度↑， 1.点缺陷 导致晶格畸变 强度↑，硬度↑ —— 空位和间隙原子 P9 图2-4 位错 —— 整排原子有规律错排 增加或减小位错密度， 可以提高强度 位错密度 σb 晶须 加工硬化 退火态 晶界处晶格畸变 强度高 晶粒细 晶界面积大 强度高 亚晶界：晶粒内小位向差的晶块边界 1-2O 亚晶粒 亚结构 液态 固态 （原子无规则排列） （原子有规则排列） T0 平衡结晶温度 = 熔点 热分析法 过冷：实际结晶温度 T1 总是低于理论结晶温度 T0 的现象