金属的晶体结构和结晶.ppt

同素异构转变δ-Fe(bcc)γ-Fe(fcc)a-Fe(bcc)1394℃912℃1394℃1538℃912℃δ-Feγ-Fe(fcc）a-FeT时间770℃居里点以纯铁为例γ-Fe(fcc)a-Fe(bcc)铁的体积会膨胀1％第95页,共100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96页,共100页，星期六，2024年，5月铸晶态第97页,共100页，星期六，2024年，5月金属铸锭组织1——表面细晶粒层（激冷层）2——柱状晶粒层3——中心等轴晶粒第98页,共100页，星期六，2024年，5月本章结束第99页,共100页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第100页,共100页，星期六，2024年，5月晶体中通过位错运动而造成滑移的示意图第63页,共100页，星期六，2024年，5月图为一种最简单的位错“刃型位错”。因为相对滑移的结果，上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。线缺陷示意图第64页,共100页，星期六，2024年，5月刃位错刃位错第65页,共100页，星期六，2024年，5月螺位错第66页,共100页，星期六，2024年，5月实际晶体中存在大量的位错,一般用位错密度来表示位错的多少。位错密度：单位体积中位错线的总长度,或单位面积上位错线的根数,单位cm2位错线附近的原子偏离了平衡位置,使晶格发生了畸变,对晶体的性能有显著的影响。实验和理论研究表明:晶体的强度和位错密度有如图的对应关系。第67页,共100页，星期六，2024年，5月当晶体中位错密度很低时,晶体强度很高；相反在晶体中位错密度很高时,其强度也很高。位错密度很高易实现,如剧烈的冷加工可使密度大大提高,这为材料强度的提高提供途径。金属强度与位错密度的关系第68页,共100页，星期六，2024年，5月3.面缺陷原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界（大角度）和亚晶界（小角度）是晶体中典型的面缺陷。面缺陷第69页,共100页，星期六，2024年，5月其相邻两晶粒之间的位向差多数为30o-40o的大角度。晶界处原子的排列必须从一种晶粒的位向过渡到另一种晶粒的位向，因此晶界成为两晶粒之间原子无规则排列的过渡层。在实际金属晶体中的晶粒内部，存在图（b）所示的面缺陷，有许多尺寸的小晶块，它们之间的位向差很小，只有几分、几秒，一般小于1o～2o，它们相互镶嵌成一颗晶粒。在这些小晶块的内部原子排列的位向是一致的，这些小晶块称为亚晶粒(或亚结构，或镶嵌块)，相邻亚晶粒之间的界面称为亚晶界。第70页,共100页，星期六，2024年，5月显然在晶界处原子排列很不规则。亚晶界处原子排列不规则程度虽较晶界处小，但也是不规则的，可以看作是由无数刃型位错组成的位错墙。这样晶界及亚晶界愈多，晶格畸变越大，且位错密度愈大，晶体的强度愈高。第71页,共100页，星期六，2024年，5月晶粒（单晶体）晶界第72页,共100页，星期六，2024年，5月亚晶界亚晶界面缺陷引起晶格畸变，晶粒越细，则晶界越多，强度和塑性越高。第73页,共100页，星期六，2024年，5月上述多晶体结构和缺陷的形成原因是什么？第74页,共100页，星期六，2024年，5月§5金属结晶（形核、生长）凝固的概念:液体--固体（晶体或非晶体）结晶的概念:液体--晶体;是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体(晶体)状态的过程再结晶的概念：金属从一种固体晶态转变为另一种固体晶态的过程称为二次结晶或重结晶。第75页,共100页，星期六，2024年，5月结晶的过冷现象（纯金属）过冷：金属的实际结晶温度总是低于其理论结晶温度的现象。指液态金属实际冷却到结晶温度以下而暂不结晶的现象。理论结晶温度：金属的结晶速度恰好等于熔化速度时所对应的温度。当高于这个温度时，金属便不