金属材料新版.pptx

第2章金属材料;湖南人文科技学院化学与材料科学系;湖南人文科技学院化学与材料科学系;为什么单晶体呈现各向异性，而多晶体普通呈现各向同性？;晶体与非晶体的区别:

①前者熔化时含有固定的熔点，而后者却存在一种软化温度范畴，没有明显的熔点；

②前者各向异性，而后者却为各向同性。;二、晶体构造和空间点阵;晶格;（6）晶面

点阵中的结点所构成的平面。

（7）晶向

点阵中的结点所构成的直线。;（8）晶格常数

晶胞的棱边长度a、b、c和棱间夹角α、β、γ是衡量晶胞大小和形状的六个参数，其中a、b、c称为晶格常数或点阵常数。其大小用A来表达（1A=10-8cm）

若a=b=c，α=β=γ=90°这种晶胞就称为简朴立方晶胞。含有简朴立方晶胞的晶格叫做简朴立方晶格。;三、金属中常见的三种晶体构造;在这种晶胞中，因每个顶点上的原子是同时属于周边八个晶胞所共有。事实上每个体心立方晶胞中仅含有8×1/8+1＝2。;（2）面心立方晶格

面心立方晶格的晶胞也是由八个原子构成的立方体，但在立方体的每个面上还各有一种原子。

晶格常数a=b=c，普通只用a表达。;因每一面心位置上的原子是同时属于两个晶胞所共有的，故面心立方晶格的晶胞中包含有8×1/8+6×1/2＝4个原子。;（3）密排六方晶格

密排六方晶格由12个原子构成的简朴六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一种原子，并且简朴六方体中心尚有3个原子。

晶格常数a＝b≠c，c/a=1.633

密排六方晶格晶胞中所含原子数6×1/6×2+2×1/2+3＝6个原子。

属于这种晶格的金属有Be、Mg、Zn、Cd等。;体心立方晶格;四、晶面指数和晶向指数;PBEQ面：在三坐标轴上的截距分别是1/2，1，∞；截距倒数分别是：2，1，0；化为最小整数后的晶面指数（210）

AGE面：截距1，1，1；倒数1，1，1，晶面指数（111）

DBEG面：截距1，1，∞；倒数1，1，0，晶面指数（110）

DCFG面：截距1，∞，∞；倒数1，0，0，晶面指数（100）;值得注意：晶面指数，并非仅指一晶格中的某一种晶面，而是泛指该晶格中全部那些与其相平行的位向相似的晶面。;（二）晶向指数

1.通过坐标???点引始终线，使其平行于所求的晶向；

2.求出该直线上任意一点的三个坐标值；

3.将三个坐标值按比例化为最小整数，加一方括号，即为所求的晶面指数;

4.普通形式[uvw]。;如：AB的晶向指数：过O作一平行直线OP,其上任一点的坐标（110）,这样所求AB的晶向指数即为[110]；

OB：本身过原点不必作平行线，其上任一点的坐标（111），其晶向指数[111]；

OC：其上任一点C的坐标（100），其晶相指数[100]。

同理：OD晶向指数[010],OA为[001]。;单晶体：晶体内部的晶格位向完全一致。

在一块很小的金属中也含着许多的小晶体，每个小晶体的内部，晶格位向都是均匀一致的，而各个小晶体之间，彼此的位向都不相似。这种小晶体的外形呈颗粒状，称为“晶粒”。

晶粒与晶粒之间的界面称为“晶界”。在晶界处，原子排列为适应两晶粒间不同晶格位向的过渡，总是不规则的。

多晶体：事实上由多个晶粒构成的晶体构造称为“多晶体”。;对于单晶体，由于各个方向上原子排列不同，造成各个方向上的性能不同，即“各向异性”的特点；

多晶体对每个小晶粒含有“各向异性”的特点，而就多晶体的整体，由于各小晶粒的位向不同，体现的是各小晶粒的平均性能，不含有“各向异性”的特点。;二、晶体缺点;当晶格中某些原子由于某种因素（如热振动等），脱离其晶格结点而转移到晶格间隙这样就形成了点缺点，点缺点的存在会引发周边的晶格发生畸变，从而使材料的性能发生变化，如屈服强度提高和电阻增加等。;2.线缺点

位错：原子排列的不规则区在空间一种方向上的尺寸很大，而在其它两个方向上的尺寸很小。

;“螺旋位错”;3.面缺点;孪晶：完全共格且两晶粒内部的原子都以界面为对称面而处在镜面对称位置的一对晶粒。;2.3金属材料的性能;一、金属的塑性变形;2、单晶体的塑性变形;※滑移造成的晶体总变形量是原子间距的整数值，不引发晶格位向的变化。;（2）孪