文档介绍：第 3 章材料的结构与凝固
2017/11/11
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工程材料与材料成型基础
晶体与非晶体
晶体——原子规则排列的集合体
固定的熔点
各向异性:不同方向的性能不同
非晶体——原子无规则堆积的集合体
无固定熔点
各向同性
晶格:把晶体中原子看成几何点,用平行直线连接后得到的三维格架
晶胞:晶格中能全面反映原子排列规律的最小单元
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工程材料与材料成型基础
晶面和晶向
晶面:晶格中各方位的原子面
晶向:任意两个原子连线所指的方向
晶格常数:晶胞的棱边长度
金属键使原子趋于紧密排列,得到为数不多的高度对称的几种简单晶格,常见的3种
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工程材料与材料成型基础
体心立方晶格
晶胞中的原子数:2
最近原子间距——体心与顶角之间: a 3½ / 2
原子半径:r = a 3½ / 4
致密度:68%
常见金属有α-Fe, Cr, W, Mo, V, Nb
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工程材料与材料成型基础
面心立方晶格
晶胞中的原子数:4
最近原子间距——面心与顶角之间: a 2½ / 2
原子半径:r = a 2½ / 4
致密度:74%
常见金属有γ-Fe, Al, Cu, Ni, Au, Ag, Pb
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工程材料与材料成型基础
密排六方晶格
晶胞中的原子数:6
最近原子间距——相邻顶角之间: a
原子半径:r = a / 2
致密度:74%
常见金属有 Mg, Zn, Cd, Be
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工程材料与材料成型基础
晶界:晶粒之间的界面
实际金属的结构
单晶体:各部分位向完全一致的晶体
由于不同晶面和晶向上原子排列密度不同
原子间结合力不同
力学性能不同
单晶体表现为各向异性
多晶体:许多位向不同的
单晶体的聚合体
晶粒:多晶体中外形不规则的
小晶体
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工程材料与材料成型基础
多晶体的伪各向同性
伪各向同性:总体上各向性能基本相同,但各晶粒内部
仍然是各向异性
多晶体中的各晶粒位向不同,一般在总体上不显示出各向异性,似乎是各向同性,即伪各向同性
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工程材料与材料成型基础
晶体缺陷
——晶体中原子偏离原来平衡位置
晶体缺陷
导致晶格畸变
强度↑,硬度↑,电阻↑
点缺陷
导致晶格畸变
强度↑,硬度↑
——空位和间隙原子
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工程材料与材料成型基础
线缺陷——位错
位错——整排原子有规律错排
增加或减小位错密度,
可以提高强度
位错密度
σb
晶须
加工硬化
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工程材料与材料成型基础