第一章材料的结构与性能③ 第一节金属材料的结构与组织 单元1—纯金属的晶体结构 单元2一合金的晶体结构及金属材料的组织89 第二节金属材料的性能 单元3金属材料的机械性能 单元4金属材料的工艺、物理和化学性能 BACK NEX 目录 习题库素材库
第一章 材料的结构与性能 第一节 金属材料的结构与组织 单元1 单元2 纯金属的晶体结构 合金的晶体结构及金属材料的组织 单元3 第二节 金属材料的性能 金属材料的机械性能 单元4 金属材料的工艺、物理和化学性能 目 录 习题库 素材库
1.材料的结构与性能1.1金属材料的结构与组织 婵单元纯金属的晶体结构 晶体:材料的原子(离子、分子)在三维空间呈规则 的周期性排列的物体。如金刚石、水晶、金属等 非晶体:材料的原子(离子、分子)在三维空间无规 则排列的物体。如松香、石蜡、玻璃等 1.11纯金属的晶体结构 晶体结构一晶体中原子(离子或分子)规则排列的方式 晶格一假设通过原子结点的中心划出许多空间直线所形成的空间格架。 晶胞一能反映晶格特征的最小组成单元。 晶格常数一晶胞的三个棱边的长度abC NEX 目录 练习 素材库
单元1 1.材料的结构与性能 1.1 金属材料的结构与组织 纯金属的晶体结构 晶体：材料的原子（离子、分子）在三维空间呈规则 的周期性排列的物体。如金刚石、水晶、金属等。 非晶体：材料的原子（离子、分子）在三维空间无规 则排列的物体。如松香、石蜡、玻璃等 目 录 练习一 素材库 1.1.1 纯金属的晶体结构 晶体结构—晶体中原子（离子或分子）规则排列的方式. 晶格—假设通过原子结点的中心划出许多空间直线所形成的空间格架。 晶胞—能反映晶格特征的最小组成单元。 晶格常数—晶胞的三个棱边的长度a,b,c
1.材料的结构与性能1.1金属材料的结构与组织 (一)常见的金属晶体结构 单元1 ①体心立方晶格(BcC-Body- Centered Cube) 有:钼(Mo)、钨、钒、铬、铌、¤-Fe等 ②面心立方晶格(FcC-Face- Centered cube) 面心立方晶格金属有:铝、铜、镍、金、银、y-Fe等。 ③密排六方晶胞(HcP— -Hexagonal close-Packed) 密排六方晶格金属有:镁、镉(cd)、锌、镀(Be)等。 Kubisch flachenzentrierte Kubisch raumzentrierte Hexagonal Gitterzelle (kf) Gitterzelle(kr) Gitterzelle(hex) kf-Gitterzelle kr- Gitterzelle hex- Gitterzelle BACK NEXT 目录 练习 素材库
1.材料的结构与性能 1.1 金属材料的结构与组织 单元1 (一) 常见的金属晶体结构 ① 体心立方晶格（BCC— Body-Centered Cube） 目 录 练习一 素材库 有：钼（Mo）、钨、钒、铬、铌、α-Fe等 ② 面心立方晶格（FCC— Face-Centered Cube） ③密排六方晶胞（HCP —Hexagonal Close-Packed） 面心立方晶格金属有：铝、铜、镍、金、银、γ-Fe等。 密排六方晶格金属有：镁、镉（Cd）、锌、铍（Be）等
1.材料的结构与性能1.1金属材料的结构与组织 (二)金属晶体中的晶面和晶向 单元1 晶面一晶体学中,通过晶体中原子中心的平面称晶面 晶向一晶体学中,通过晶体中原子中心的直线为原子 列,其所代表的方向叫晶向。 晶面和晶向可分别用晶面指数和晶向指数来表达。 (1)晶面和晶向的表示方法 001 ①立方晶系的晶面表示方法 举例:(100)、(10)(11)、(010)等 晶面族:原子排列完全相同但在空间位向不同。 如:{111}{100}{110}等 ②立方晶系的晶向表示方法 举例:[111、[100]、[110]、[101等。 晶向族:原子排列完全相同但在空间位向不同。 X 如:<100 NEX 目录 练习 素材库
1.材料的结构与性能 1.1 金属材料的结构与组织 (二) 金属晶体中的晶面和晶向 单元1 晶面—晶体学中，通过晶体中原子中心的平面称晶面。 晶向—晶体学中，通过晶体中原子中心的直线为原子 列，其所代表的方向叫晶向。 晶面和晶向可分别用晶面指数和晶向指数来表达。 目 录 练习一 素材库 X Y Z (001) (100) (010) （1）晶面和晶向的表示方法 ① 立方晶系的晶面表示方法 举例：（100）、（110）（111）、（010）等 晶面族：原子排列完全相同但在空间位向不同。 如：｛111｝、｛100｝ ｛110｝等 ② 立方晶系的晶向表示方法 举例：[111]、[100]、[110]、 [101] 等。 晶向族：原子排列完全相同但在空间位向不同。 如：
1.材料的结构与性能1.1金属材料的结构与组织 立方晶系中如一个晶面指数和一个晶向指数数值和符号相单元1 同时,则该晶面和该晶向互相垂直。 如:(111)⊥[111 (2)密排面和密排方向 [011 体心立方晶格中{110}为密排面 为密排方向。[101 面心立方晶格中{111}为密排面, [11 为密排方向。 (三)金属晶体的特性 ①金属有确定的熔点。 ②金属晶体有各向异性(单晶体)。 ③晶体排列有规则的、周期的长程有序(纳米级)41o ④具有规则的外形。 110 NEX 目录 练习 素材库
1.材料的结构与性能 1.1 金属材料的结构与组织 单元1 X Y Z [111] [100] [110] [011] [101] 目 录 练习一 素材库 立方晶系中如一个晶面指数和一个晶向指数数值和符号相 同时，则该晶面和该晶向互相垂直。 如：（111）⊥[111] （2）密排面和密排方向 体心立方晶格中｛110｝为密排面， 为密排方向。 面心立方晶格中｛111｝为密排面， 为密排方向。 （三）金属晶体的特性 ① 金属有确定的熔点。 ② 金属晶体有各向异性（单晶体）。 ③ 晶体排列有规则的、周期的长程有序（纳米级）。 ④具有规则的外形
1.材料的结构与性能1.1金属材料的结构与组织 (四)实际金属中的晶体缺陷 单元1 (1)点缺陷一三维尺度上都很小,不超过几个原子直径的缺陷。 ①空位②间隙原子③异类原子③异类原子 (2)线缺陷一二维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷。 ①刃型位错②螺型位错 (3)面缺陷一二维尺度很大而第 ①空位[②间牌原子) 三维尺度很小的缺陷。 ①晶界②亚晶界 ①刃型位错 晶界 Lucke Versetzung Fremdatom AcK NEXT 目录 练习 素材库
1.材料的结构与性能 1.1 金属材料的结构与组织 （四）实际金属中的晶体缺陷 单元1 （1）点缺陷—三维尺度上都很小，不超过几个原子直径的缺陷。 ① 空位 ① 空位 ② 间隙原子 ③ 异类原子 ② 间隙原子 ③ 异类原子 目 录 练习一 素材库 （2）线缺陷—二维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷。 ① 刃型位错 ② 螺型位错 ① 刃型位错 （3）面缺陷—二维尺度很大而第 三维尺度很小的缺陷。 ① 晶界 ② 亚晶界 晶界
1.材料的结构与性能1.1金属材料的结构与组织 111纯金属的晶体结构单元1 (四)实际金属中的晶体缺陷 ※金属晶体缺陷的影响? 点缺陷造成局部晶格畸变,使金属的电阻率:屈服强度增加 密度发生变化。 线缺陷—形成位错对金属的机械性能影响很大,位错极少时, 金属强度很高,位错密度越大,金属强度也会提高。 面缺陷-晶界和亚晶界越多,晶粒越细,金属强度越高, 金属塑性变形的能力越大,塑性越好。 NEX 目录 练习 素材库
1.材料的结构与性能 1.1 金属材料的结构与组织 单元1 1.1.1 纯金属的晶体结构 （四）实际金属中的晶体缺陷 ※ 金属晶体缺陷的影响 ？ 点缺陷--造成局部晶格畸变,使金属的电阻率;屈服强度增加, 密度发生变化。 线缺陷--形成位错对金属的机械性能影响很大，位错极少时， 金属强度很高，位错密度越大，金属强度也会提高。 面缺陷--晶界和亚晶界越多，晶粒越细，金属强度越高， 金属塑性变形的能力越大，塑性越好。 目 录 练习一 素材库