金属晶体与结晶优选ppt资料

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,第二章 金属晶体与结晶,第二章金属晶体(jngt)与结晶,第一页，共23页。,教学要求：,1.了解金属的晶体结构。,2、掌握(zhngw)常见金属晶格类型。,3、了解晶体缺陷,重点：,常见晶格类型、细化晶粒的方法,第二页，共23页。,天然(tinrn)水晶和普通玻璃,a）天然(tinrn)水晶b）普通玻璃,第一节 金属(jnsh)的晶体结构,表面上看来，天然水晶与普通玻璃均晶莹剔透，外观十分相似。但事实上两者却是截然不同的物质(wzh)。水晶与玻璃的本质区别是两者的内部结构不同。,第三页，共23页。,一、晶体(jngt)与非晶体(jngt),非晶体物质(wzh)内部的原子呈无序堆积。,晶体物质内部的原子呈有序、规则(guz)排列。,第一节 金属的晶体结构,固态物质根据其结构的不同可分为晶体和非晶体。,晶体具有固定熔点，而非晶体没有固定熔点。,晶体表现各向异性，非晶体表现出各向同性。,第四页，共23页。,二、金属(jnsh)的晶体结构,1晶体结构的概念(ginin),晶体内部原子排列(pili)模型,晶格和晶胞示意图,a,）晶格,b,）晶胞,第五页，共23页。,2金属晶格(jn)的类型,常见金属(jnsh)晶格的类型,金属的性能与其晶格类型(lixng)和原子间的结合力有着密切的关系。,第六页，共23页。,三、单晶体与多晶体,单晶体晶体内部原子(yunz)的排列位向是完全一致的晶体。,多晶体由许多晶粒组成(z chn)的晶体。,单晶体示意图,多晶体示意图,单晶体表现出各向异性，多晶体显示(xinsh)出各向同性，也称“伪无向性”。,第七页，共23页。,四、金属(jnsh)的晶体缺陷,1.点缺陷空位(kn wi)、间隙原子和置代原子,空位、间隙(jin x)原子和置代原子示意图,无论是空位、间隙原子还是置代原子，在其周围都会使晶格产生变形，这种现象称为晶格畸变。,上述三种晶体缺陷造成的晶格畸变区仅限于缺陷原子周围的较小区域，故统称为点缺陷。,第八页，共23页。,2线缺陷(quxin)位错,刃型位错示意图,a,）立体图,b,）平面图,位错的特点之一是很容易在晶体中移动(ydng)，金属材料的塑性变形就是通过位错的运动来实现的。,在晶体中，位错的晶格畸变发生在沿半原子面端面的狭长区域，故称为线缺陷。,第九页，共23页。,2、掌握纯金属的结晶过程.,在晶体中，晶界和亚晶界的晶格畸变均发生在一个曲面上，故称为面缺陷。,晶界过渡(gud)结构示意图,3面缺陷(quxin)晶界和亚晶界,a）理论结晶(jijng)温度 b）实际结晶(jijng)温度,纯金属结晶(jijng)时的冷却曲线,a）天然(tinrn)水晶b）普通玻璃,它们的温度之差称为过冷度。,刃型位错示意图,结晶的过程(guchng)是晶核的形成与长大的过程(guchng)。,纯铁的同素异构转变可以用下式表示：,a）浇铸(jiozh)示意图 b）钢锭,3面缺陷(quxin)晶界和亚晶界,四、金属(jnsh)的晶体缺陷,常见晶格类型、细化晶粒的方法,表面上看来，天然水晶与普通玻璃均晶莹剔透，外观十分相似。,3面缺陷(quxin)晶界和亚晶界,晶界过渡(gud)结构示意图,亚晶界结构(jigu)示意图,晶界,晶粒与晶粒之间的分界面。亚晶界,亚晶粒之间的界面。,在晶体中，晶界和亚晶界的晶格畸变均发生在一个曲面上，故称为面缺陷。,第十页，共23页。,教学要求：,1.掌握(zhngw)纯金属的结晶过程,2、掌握(zhngw)纯铁的同素异构转变,重点：,纯铁的同素异构转变,第二节 纯金属(jnsh)的结晶,第十一页，共23页。,第二节 纯金属(jnsh)的结晶,转炉(zhun l)炼钢,生铁的生产是以铁矿石为原料，首先利用炼铁设备冶炼成液体状态的生铁，然后再将其转变成固体状态；而钢的生产是以生铁为原料，在炼钢炉内继续冶炼，首先得到液体状态的钢，然后再将其浇铸成固体状态的钢锭或钢坯。,金属由液体转变成固体的过程，实际上是一个金属晶体(jngt)形成的过程，称之为“结晶”。,第十二页，共23页。,钢锭浇铸(jiozh)示意图,a）浇铸(jiozh)示意图 b）钢锭,1盛钢桶 2滑动水口 3钢锭模 4钢液 5底盘,金属由原子不规则排列的液体转变(zhunbin)为原子规律排列的固体的过程称为结晶。,第十三页，共23页。,一、纯金属(jnsh)结晶的相关概念与过程,1.纯金属的冷却(lngqu)曲线及过冷度,热分析法装置(zhungzh)示意图,1电炉 2坩埚 3金属液 4热电偶,纯金属的冷却曲线,第十四页，共23页。,纯金属结晶(jijng)时的冷却曲线,a）理论结晶(jijng)温度 b）实际结晶(jijng)温度,金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象(xinxing)称为过冷。它们的温度之差称为过冷度。,金属结晶时过冷度的大小与冷却速度(sd)有关。冷却速度(sd)越快，金属的实际结晶温度越低，过冷度也就越大。,第十五页，共23页。,2.纯金属的结晶(jijng)过程,纯金属结晶(jijng)过程示意图,结晶的过程(guchng)是晶核的形成与长大的过程(guchng)。,第十六页，共23页。,纯金属(jnsh)显微组织图,第十七页，共23页。,二、金属(jnsh)结晶后的晶粒大小对力学性能的影响,晶粒大小对纯铁力学性能的影响(yngxing),在常温下，金属的晶粒越细小，其强度、硬度(yngd)越高，塑性、韧性越好。,第十八页，共23页。,三、同素异构转变(zhunbin),同素异构转变金属在固态下随温度的改变由一种转变为另一种晶格的现象。,以不同晶格形式存在的同一种金属元素的晶体称为(chn wi)该金属的同素异构体。,铁是典型的具有同素异构转变特性的金属。纯铁的同素异构转变可以用下式表示：,第十九页，共23页。,纯铁的冷却(lngqu)曲线,-Fe到-Fe的,同素异构转变(zhunbin)过程示意图,第二十页，共23页。,精品(jn pn)课件！,第二十一页，共23页。,精品(jn pn)课件！,第二十二页，共23页。,复习：,1、常见(chn jin)晶格类型、细化晶粒的方法。,2、掌握纯金属的结晶过程.,3、掌握纯铁的同素异构转变。,第二十三页，共23页。,