Friday, June 25, 2010

金属的晶体结构www.tool-tool.com

版1ec30-02b00

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一基本概念:

固体物质按原子排列的特征分为:

晶体: 原子排列有序,规则,固定熔点,各项异性.

非晶体:原子排列无序,不规则,无固定熔点,各项同性

如: 金属 ,合金,金刚石—晶体 玻璃,松香 沥青—非晶体

晶格: 原子看成一个点,把这些点用线连成空间格子.

结点: 晶格中每个点.

晶胞: 晶格中最小单元,能代表整个晶格特征.

晶面: 各个方位的原子平面

晶格常数: 晶胞中各棱边的长度(及夹角), 以A(1A=10-8cm)度量

金属晶体结构的主要区别在于晶格类型,晶格常数.

二 常见晶格类型

1 体心立方晶格: Cr ,W, α-Fe, Mo , V等,特点:强度大,塑性较好,原子数:1/8 X8 +1=2 20多种

2 面心立方晶格: Cu Ag Au Ni Al Pb γ- Fe塑性好

原子数:4 20多种

4 密排六方晶格: Mg Zn Be β-Cr α-Ti Cd(镉)

纯铁在室温高压(130x108N/M2) 成ε-Fe

原子数=1/6 x12+1/2 x2+3=6 , 30多种

三 多晶结构

单晶体- 晶体内部的晶格方位完全一致.

多晶体—许多晶粒组成的晶体结构.各项同性.

晶粒—外形不规则而内部晶各方位一致的小晶体.

晶界—晶粒之间的界面.

第二节 金属的结晶

一 金属的结晶过程(初次结晶)

1 结晶: 金属从液体转变成晶体状态的过程.

晶核形成: 自发晶核:液体金属中一些原子自发聚集,规则排列.

外来晶核:液态金属中一些外来高熔点固态微质点.

晶核长大:已晶核为中心,按一定几何形状不断排列.

*晶粒大小控制: 晶核数目: 多—细(晶核长得慢也细)

冷却速度: 快—细(因冷却速度受限,故多加外来质点)

晶粒粗细对机械性能有很大影响,若晶粒需细化,则从上述两方面入手.

结晶过程用冷却曲线描述!

2 冷却曲线

温度随时间变化的曲线—热分析法得到

1)

理论结晶温度

实际结晶温度

时间(s)

T(℃)

过冷: 液态金属冷却到理论结晶温度以下才开始结晶的现象.

2) 过冷度:理论结晶温度与实际结 晶温度之差.

(实际冷却快,结晶在理论温度下)

二 金属的同素异购转变(二次结晶\重结晶)

同素异构性—一种金属能以几种晶格类型存在的性质.

同素异购转变—金属在固体时改变其晶格类型的过程.

如:铁 锡 锰 钛 钴

以铁为例: δ-Fe(1394℃)γ-Fe(912℃)α-Fe

体心 面心 体心

因为铁能同素异构转变,才有对钢铁的各种热处理.

(晶格转变时,体积会变化,以原子排列不同)

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