布氏硬度和洛氏硬度对照表 - 图文(5)

第一节 金属的晶体结构

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)

第三节 合金的晶体结构 一 合金概念

合金: 由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属组成的具有金属特性的物质. 组元:组成合金的基本物质.如化学元素(黄铜:二元)金属化合物

相:在金属或合金中,具有相同成分且结构相同的均匀组成部分.相与相之间有明显的界面.

如:纯金属—一个相,温度升高到熔点,液固两相. 合金液态组元互不溶,几个组元,几个相.

固体合金中的基本相结构为固溶体和金属化合物，还可能出现由固溶体和金属化合物组成的混合物。

二 合金结构 1 固溶体

溶质原子溶入溶剂晶格而仍保持溶剂晶格类型的金属晶体。 根据溶质在溶剂晶格中所占的位置不同，分为： 1） 置换固溶体

溶质原子替代溶剂原子而占据溶剂晶格中的某些结点位置，所形成的固溶体。 *溶质原子，溶剂原子直径相差不大时，才能置换 如：Cu——Zn Zn溶解度有限。 Cu——Ni溶解度无限

晶格畸变——固溶强化：畸变时塑性变形阻力增加，强，硬增加。这是提高合金机械性能的一个途径。 2） 间隙固溶体

溶质原子嵌入各结点之间的空隙，形成固溶体。溶质原子小，与溶剂原子比为〈 0.59 。溶解度有限。也固溶强化。 2 金属化合物

合金各组成元素之间相互作用而生成的一种新的具有金属性质，可用分子式表示的物质。如Fe3C WC

特点：（1）较高熔点、较大脆性、较高硬度。

（2）在合金中作强化相，提高强度、硬度、耐磨性，而塑性、韧性下降，如WC、TiC。可通过调整合金中的金属化合物的数量、形态、分布来改变合金的性能 3 机械混合物

固溶体+金属化合物、固+固——综合性能 §4 二元合金状态图的构成

合金系：由给定的组元可以配制成一系列成分含量不同的合金，这些合金组成一个合金系统——

为研究合金系的合金成分、温度、结晶组织之间的变化规律、建立合金状态图来描述。

合金状态图——合金系结晶过程的简明图解。

实质：温度——成分作标图，是在平衡状态下（加热冷却都极慢的条件下）得到的。 二、二元合金状态图的建立 以Pb（铅）-Sb（锑）合金为例： 1 配置几种Pb-Sb成分不同的合金。 2 做出每个合金的冷却曲线

3将每个合金的临界点标在温度—成分坐标上，并将相通意义的点连接起来，即得到Pb-Sb合金的状态图。

A B D C E

液相线：ACB 固相线：DCE 单相区：只有一个相。 两相区：两个相。ACD、BCE。 c—共晶点 *作业：

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