金属材料的晶体结构.ppt

******二、纯金属的结晶结晶结晶条件（结晶温度）结晶过程（形核与长大）晶粒细化第31页,共51页，星期六，2024年，5月结晶：液体--晶体

凝固：液体--固体（晶体或非晶体）晶体液体结晶第32页,共51页，星期六，2024年，5月冷却曲线——热分析法tTT0Tn理论结晶温度开始结晶温度}?T过冷度?T=T0-Tn纯金属结晶的条件就是应当有一定的过冷度（克服界面能）第33页,共51页，星期六，2024年，5月冷却速度越大，则过冷度越大。第34页,共51页，星期六，2024年，5月结晶过程——形核和晶核长大的过程液态金属形核晶核长大完全结晶第35页,共51页，星期六，2024年，5月（1）形核过程自发形核——由液体金属内部原子聚集，超过临界晶核尺寸后形成的结晶核心。非自发形核——是依附于外来杂质上生成的晶核。第36页,共51页，星期六，2024年，5月（2）长大过程——平面生长与树枝状生长平面生长示意图第37页,共51页，星期六，2024年，5月细化铸态金属晶粒的措施晶粒度——表示晶粒大小，分8级。晶粒度12345678单位面积晶粒数（个/mm2）16326412825651210242048晶粒平均直径（μm）2501771258862443122细晶强化——晶粒细化使金属机械性能提高的现象细晶强化→强度、硬度、塑性、韧性↑第38页,共51页，星期六，2024年，5月细化晶粒的措施（1）提高过冷度形核率N、长大速度G与过冷度?T的关系第39页,共51页，星期六，2024年，5月（2）变质处理 在液体金属中加入变质剂(孕育剂)，以细化晶粒和改善组织的工艺措施。作用：作为非自发形核的核心，或阻碍晶粒长大（3）振动结晶作用：使树枝晶破碎，晶核数增加，晶粒细化——机械振动、超声振动，或电磁搅拌等。第40页,共51页，星期六，2024年，5月三、金属的同素异构转变同素异构性——一种金属具有两种或两种以上的晶格结构同素异构转变——金属在固态下晶体结构随温度的改变而发生变化的现象。 重结晶特点：晶界形核，?T大，内应力大第41页,共51页，星期六，2024年，5月纯铁的同素异构转变?-Fe，bcc??-Fe，fcc??-Fe，bcc1394?C912?C?-Fe，fcc?-Fe，bcc912?C第42页,共51页，星期六，2024年，5月纯铁的冷却曲线Tt15381394912}?-Fe，bcc}?-Fe，bcc}?-Fe，fccCoolingcurve770铁磁性第43页,共51页，星期六，2024年，5月四、合金的相结构基本概念固溶体化合物第44页,共51页，星期六，2024年，5月1、基本概念合金——两种以上元素组合成的、具有金属特性的物质。如，Cu-Zn,Fe-C等合金组元——组成合金的最基本、独立的物质（元素、稳定化合物）。如，Fe-C合金中，Fe、C均为组元。相——化学成分、结构相同，且以界面分开的各均匀组成部分。第45页,共51页，星期六，2024年，5月水（液相）水+冰（双相）冰（固相）第46页,共51页，星期六，2024年，5月Fe-C合金中的相——F+Fe3CFe3C铁素体（F）第47页,共51页，星期六，2024年，5月组织——相的形状、分布、组合状态。单相组织（F）双相组织（F+Fe3C）第48页,共51页，星期六，2024年，5月固溶体——溶质原子溶于溶剂晶格中，保持溶剂晶格的合金相。化合物——合金组元形成晶格类型与任一组元都不相同的新相。合金中两类基本相：第49页,共51页，星期六，2024年，5月ZXY间隙原子间隙固溶体置换固溶体置换原子YXZ第50页,共51页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第51页,共51页，星期六，2024年，5月**********************关于金属材料的晶体结构普通弹性材料（例如低碳钢）在拉伸实验中会经历4个阶段：弹性形变、屈服阶段、强化阶段、破坏直至断裂弹性形变：即材料所受拉力在弹性极限之内，拉力与材料伸长成正比（胡克定律）。当外力撤去之后，材料会恢复原来的长度。屈服阶段：在外部拉力超过弹性极限之后，材料失去抵抗外力的能力而“屈服”，即在此情况下外力无显著变化材料依然会伸长。当外力撤去后，材料无法回到原来的