文档介绍：金属热处理
金属是晶体。
在晶体中,原子按一定的几何规律作周期性地排列,称为有序排列。
晶体有固定的熔点和凝固点,
晶体的性能呈各向异性。
金属材料绝大多数是晶体。
一、金属的结构
常见金属的晶体结构
体心立方:
-Fe,Cr,W,V等。
面心立方:
γ-Fe、 Al、Cu、Ni、Au、Ag、Pb等
密排六方:
Mg、Zn、Be、Ti、Cd等
合金的结构
金属中加入合金后可形成固溶体或金属化合物。
固溶体
合金各组元在液态下互相溶解,结晶为固态后仍然保持溶解状态的合金相,称为固溶体。
固溶体的特征是:溶剂为含量较多的基体金属,晶格类型保持不变。溶质为含量较少的合金元素,晶格类型消失。
例如碳原子溶解到-Fe的晶格中,形成的固溶体(称铁素体)具有-Fe原来的体心立方晶格,而碳失去原来的密排六方结构,以单个原子溶入-Fe的晶格,-Fe是溶剂,碳是溶质。
固溶体
溶质原子置换了溶剂晶格中溶剂原子的部分位置而形成的固溶体称为置换固溶体,
溶质原子位于溶剂晶格间隙中所形成的固溶体称间隙固溶体,如图所示。
溶剂
溶质
(b)
溶质
(a)
溶剂
固溶强化
因溶质原子的溶入而导致固溶体原子间作用力发生变化,使晶格发生畸变,增加了位错移动的阻力,提高了合金的强度和硬度。这种通过溶入溶质元素而使溶剂金属强度、硬度提高的现象称为固溶强化。
原子尺寸相差越大,畸变就越严重。
金属化合物
合金中各组元按一定方式形成的一种新晶体称为金属化合物。金属化合物的晶格类型不同于任一组元,一般具有复杂晶格,如碳钢中的渗碳体(Fe3 C)是铁与碳形成的金属化合物,其晶格类型既不同于铁,也不同于碳的复杂结构。
弥散强化
复杂的结构使金属化合物具有较高的熔点,很高的硬度与脆性。合金中出现金属化合物时,合金的强度、硬度和耐磨性提高,但塑性、韧性降低。由于金属化合物硬而脆,通常不能作为合金的基体材料,而是以弥散状态(细粒状、细点状)分布于合金基体上作为强化相。弥散度越高,金属强度、硬度越高。这种以弥散粒子作为第二强化相使金属强度、硬度提高的现象称为弥散强化。
金属的同素异构转变
多数金属结晶后,晶格类型不再发生变化。但有少数金属如铁、钴、钛、锡等,在结晶完成后继续冷却的过程中还会发生晶体结构的转变。这种金属在固态下由一种晶格向另一种晶格的转变称为同素异构转变。