机械工程材料.ppt

;第一节 金属的晶体结构 第二节 合金的相结构 第三节 纯金属的结晶 第四节 合金的结晶 第五节 铁-碳合金相图;第一节 金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 晶体：凡内部原子呈规则排列的物质称为晶体。 非晶体：凡内部原子无规则排列的物质称为非晶体。 晶体与非晶体的区别 内部原子的排列是否有规则； 晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点； 晶体具有各向异性，而非晶体呈各向同性。 ;第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 1.金属晶体结构的基本概念 ;第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 1.金属晶体结构的基本概念 晶格—假设通过原子结点的中心划出许多空间直线所形成的空间格架。 晶胞—能反映晶格特征的最小组成单元。 晶格常数—晶胞的三个棱边的长度a,b,c ;立方 四方 正交 六方 单斜 三斜;第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 2.三种典型的金属晶体结构;第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 2.三种典型的金属晶体结构 晶体结构特征 （1）晶格尺寸：可用晶格常数表达 （2）晶胞原子数：一个晶胞内所包含的原子数目 （3）原子半径：晶胞中原子密度最大的方向上相邻的两个原子之间平衡距离的一半 （4）配位数：晶格中与任一原子处于相等距离并相距最近的原子数目。 （5）致密度：晶胞中原子本身所占有的体积与该晶胞体积之比的百分数;第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 2.典型的晶体结构 体心立方晶格 ;第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 2.典型的晶体结构 面心立方晶格 ;第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 2.典型的晶体结构 密排六方晶格 ;r四=0.29 r原子 r八=0.15 r原子;r四=0.225 r原子 r八=0.414 r原子;r四=0.225 r原子 r八=0.414 r原子;第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 3.金属晶体中晶面指数、晶向指数 晶面指数：在晶体学中，通过晶体中心的平面叫做晶面。 晶面指数确定步骤 (1)以晶胞的某一阵点O为原点，过原点O的晶轴 为坐标轴x,y,z，以晶胞点阵矢量的长度a,b,c作 为坐标轴的长度单位。 (2) 求出待标晶面在坐标轴上的截距。 (3) 取截距的倒数 1/x，1/y，1/z。将??些倒数 化成最简整数比ｈ：ｋ：ｌ＝1/x，1/y，1/z。 (4) 将h，k，l 置于圆括号内，写成（h k l), 则（h k l）就是待标晶面的晶面指数。 ;;第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 3.金属晶体中晶面指数、晶向指数 晶向：通过原子中心的直线 晶向指数确定步骤 (1)在点阵中设定参考坐标系，设置方法与确定晶面指数时相同。 (2) 选取该晶向上原点以外的任一点P(x，y，z)。 (3) 将x，y，z化成最简整数比u，v，w且u∶v∶w =x∶y∶z。 。 (4) 将 u，v，w 三数置于方括号内就得 到晶向指数[u v w ]。 ;;本章练习1 1、在常温下，已知铁的原子直径d=0.254nm，求铁的晶格常数,每立方厘米大约有多少个原子。 2、画出下列晶面指数或晶向指数： （234），（120），（112），[210] 3、画出体心立方和面心立方晶体中原子排列最密的晶面和晶向，写出它们的晶面和晶向指数并求出单位面积及单位长度上的原子数。 4、立方晶系中，下列晶面、晶向表示方法是否正确？不正确的请改正。 （1，-1，2） （1/2，1，1/3） [-1，1.5，2] [121] ;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为：;第一节 金属的晶体结构 三、实际金属的晶体结构 理想晶体+晶体缺陷——实际晶体 (1)点缺陷—三维尺度上都很小，不超过几个原子直径的缺陷。 ;第一节 金属的晶体结构 三、实际金属的晶体结构 (2)线缺陷—二维尺度很小，另一维尺度很大的缺陷。 ;第一节 金属的晶体结构 三、实际金属的晶体结构 (3)面缺陷—二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷。 ;第二节 合金的相结构 一、基本概念 合金：合金是指由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成 的金属材料。 合金系：由若干给定组元按不同比例配制成一系列不同成分的合金，构 成一个合金系统，简称合金系。 组元：组成合金的最基本的、独立的物质。 相：是指合金中成分、结构均相同的组成部分，相与相之间有明显的界面 组织：用金相观察方法，在金属及合金内部看到的涉及晶体或晶粒的大小、方向、形状、排列状况等组成关系的构造情况。 ;;第二节 合金的相结构 一、合金的相结构 1.固溶体 固溶体