金属材料的实际晶体结构金属的同素异构转变合金的相结构金属材料课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,金属的晶体结构与结晶,学习目标：,金属材料的晶体结构,金属材料的实际晶体结构,金属的同素异构转变,合金的相结构,金属材料铸锭组织特征,金属材料塑性变形与再结晶,学习目标：,金属的晶体结构与结晶,晶体与非晶体,非晶体：,在物质内部，凡原子呈无序堆积状 况的，称为非晶体。如：普通玻璃、松香、树脂等。,晶体：,凡原子呈有序、有规则排列的物质，金属的固态、金刚石、明矾晶体等。,性能：,晶体有固定的熔、沸点，呈各向异性，非晶体没有固定熔点，而且表现为各向同性。,一、金属材料的晶体结构,晶体与非晶体一、金属材料的晶体结构,晶格和晶胞：,表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做晶格。,能完整地反映晶格特征的最小几何单元，称为晶胞。,晶面和晶向：,在晶体中由一系列原子组成的平面，秋为晶面。,通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的一定方向，称为晶向,晶体结构的概念,晶格和晶胞：晶体结构的概念,体心立方晶格：,它的晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶角上和立方体的中心。如：铬（,Cr,）、钒（,V,）、钨（,W,）、钼（,Mo,）及,-Fe,面心立方晶格：,它的晶胞也是一个立方体，原子位于立方体的八个顶角上和立方体六个面的中心。如：铝（,Al,）、铜（,Cu,）、铅（,Pb,）、镍（,Ni,）及,-Fe,密排六方晶格：,它的晶胞是一个正六棱柱体，原子排列在柱体的每个顶角上和上、下底面的中心，另外三个原子排列在柱体内。属于这种晶格类型的金属有镁（,Mg,）、铍（,Be,）、镉（,Cd,）、及锌（,Zn,）等。,金属晶格的类型,金属晶格的类型,金属材料的实际晶体结构,点缺陷,晶体中呈点状的缺陷，即在三维,空间上尺寸都很小的晶体缺陷,线缺陷,三维空间的两个方向上尺寸很小,的晶体缺陷,面缺陷,在二维方向上尺寸很大，在第三,个方向上尺寸很小，呈面状分布的缺陷,金属材料的实际晶体结构,金属由原子不规则排列的液体转变为原子规则排列的固体的过程称为结晶。,纯金属的冷却曲线及过冷度。,用热分析法进行研究,纯金属的冷却曲线,(,理论,),纯金属的冷却曲线,(,实际,),二、纯金属的结晶,金属由原子不规则排列的液体转变为原子规则排列的固体的,纯金属的结晶过程,结晶,结束,晶核,长 大,形 核 与,晶 核 长 大,形 核,溶 液,纯金属的结晶过程结晶晶核形 核 与形,晶粒大小对金属材料力学性能的影响,控制晶粒大小的方法,（,1,）加快液态金属材料的冷却速度；,（,2,）变质处理,（,3,）采用机械振动、超声波振动和电磁振动等；,金属材料结晶后晶粒的控制,晶粒大小对金属材料力学性能的影响金属材料结晶后晶粒的控制,三、金属的同素异构转变,金属在固态下，随温度的改变有一种晶格转变为另一晶格的现象称为,同素异构转变,。,具有同素异构转变的金属有：铁、钴、钛、锡、锰等。同一金属的同素异构晶体按其稳定存在的温度，由低温到高温依次用希腊字母,，,，,，,等表示,三、金属的同素异构转变金属在固态下，随温度的改变有一种晶格转,同素异构转变是由晶核的形成与晶核的长大两个基本过程完成，新晶核在原晶界处生成,同素异构转变有过冷（过热）现象，并且转变时具有较大的过冷度,同素异构转变过程中，有相变潜热产生，在冷却曲线上出现水平线段，但这种转变在固态下进行的，它与液体结晶相比具有不同之处,同素异构转变时常伴有金属材料体积的变化,同素异构转变是由晶核的形成与晶核的长大两个基本过程完成，新晶,四、合金的相结构,组元,合金系,相,组织,基本概念,四、合金的相结构组元基本概念,合金的相结构,固溶体,置换固溶体,间隙固溶体,金属氧化物,机械混合物,合金的相结构固溶体,五、合金的结晶,合金的结晶过程,合金结晶冷却曲线,形成单相固溶体的结晶冷却曲线,形成单相混合物或共晶体的结晶冷却曲线,形成机械混合物的冷却曲线,五、合金的结晶合金的结晶过程,六、金属材料铸锭组织特征,铸锭的组织结构,表面细晶粒区,柱状晶粒区,等轴晶粒区,2.,定向结晶和单晶,六、金属材料铸锭组织特征铸锭的组织结构,七、金属材料塑性变形与再结晶,金属材料塑性变形,塑性变形实质,冷变形强化,回复,再结晶,晶粒长大,七、金属材料塑性变形与再结晶金属材料塑性变形,八、金属材料焊接接头组织,焊缝,熔合区,热影响区,过热区,正火区,部分相变区,八、金属材料焊接接头组织焊缝,