1-2、金属及合金的结晶 ■实际金属的晶体结构 金属的结晶过程 ■金属的同素异构转变 合金的结构
1-2、金属及合金的结晶 ◼实际金属的晶体结构 ◼金属的结晶过程 ◼金属的同素异构转变 ◼合金的结构
实际金属的晶体结构 非晶体:在物质内部,凡原子呈无序堆积状况 的,称为非晶体。 如:普通玻璃、松香、树脂等 ■晶体:凡原子呈有序、有规则排列的物质,金 属的固态、金刚石、明矾晶体等。 ■性能:晶体有固定的熔、沸点,呈各向异性, 非晶体没有固定熔点,而且表现为各向同性
一、实际金属的晶体结构 ◼ 非晶体：在物质内部，凡原子呈无序堆积状况 的，称为非晶体。 如：普通玻璃、松香、树脂等。 ◼ 晶体：凡原子呈有序、有规则排列的物质，金 属的固态、金刚石、明矾晶体等。 ◼ 性能：晶体有固定的熔、沸点，呈各向异性， 非晶体没有固定熔点，而且表现为各向同性
晶体结构的概念 晶格和晶胞: 表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做 晶格。能完整地反映晶格特征的最小几何单 元,称为晶胞。 晶体 日日 格 晶胞
晶体结构的概念 ◼ 晶格和晶胞： ◼ 表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做 晶格。能完整地反映晶格特征的最小几何单 元，称为晶胞。 晶体 晶格 晶胞
晶体结构的概念 ■晶面和晶向: 在晶体中由一系列原子组成的平面,秋为晶 通过两个或两个以上原子中心的直线,可代 表晶格空间排列的一定方向,称为晶向。 晶 面
晶体结构的概念 ◼ 晶面和晶向： 在晶体中由一系列原子组成的平面，秋为晶 面。 通过两个或两个以上原子中心的直线，可代 表晶格空间排列的一定方向，称为晶向。 晶 面 晶 向
单晶体与多晶体 ■如果一块晶体,其内部的晶格位向完全一致,称这块 晶体为单晶体。 在工业金属材料中,除非专门制作,否则都不是这样 就是在一块很小的金属中也含着许许多多的小晶体, 每个小晶体的内部,晶格位向都是均匀一致的,而各 个小晶体之间,彼此的位向都不相同。 ■这种小晶体的外形呈颗粒状,称为“晶粒”,晶粒与 晶粒之间的界面称为“晶界”。在晶界处,原子排列 为适应两晶粒间不同晶格位向的过度,总是不规则的 ■多晶体:实际上由多种晶粒组成的晶体结构称为“多 1体
单晶体与多晶体 ◼ 如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，称这块 晶体为单晶体。 ◼ 在工业金属材料中，除非专门制作，否则都不是这样， 就是在一块很小的金属中也含着许许多多的小晶体， 每个小晶体的内部，晶格位向都是均匀一致的，而各 个小晶体之间，彼此的位向都不相同。 ◼ 这种小晶体的外形呈颗粒状，称为“晶粒”，晶粒与 晶粒之间的界面称为“晶界”。在晶界处，原子排列 为适应两晶粒间不同晶格位向的过度，总是不规则的。 ◼ 多晶体：实际上由多种晶粒组成的晶体结构称为“多 晶体
单晶体与多晶体 ■对于单晶体,由于各个方向上原子排列不同,导致各 个方向上的性能不同,即“各向异性”的特点;而多 晶体对每个小晶粒具有“各向异性”的特点,而就多 晶体的整体,由于各小晶粒的位向不同,表现的是各 小晶粒的平均性能,不具备“各向异性”的特点。 单 多 体 体
单晶体与多晶体 ◼ 对于单晶体，由于各个方向上原子排列不同，导致各 个方向上的性能不同，即“各向异性”的特点；而多 晶体对每个小晶粒具有“各向异性”的特点，而就多 晶体的整体，由于各小晶粒的位向不同，表现的是各 小晶粒的平均性能，不具备“各向异性”的特点。 单 晶 体 多 晶 体
二、金属的结晶过程 ■结晶的基本概念 切物质从液态到固态的转变过程称为凝固, 如凝固后形成晶体结构,则称为结晶。金属在 固态下通常都是晶体,所以金属自液态冷却转 变为固态的过程,称为金属的结晶。 1、金属的冷却曲线与过冷度 2、结晶过程 3、影响晶粒大小的因素 4、晶粒大小与力学性能的关系
二、金属的结晶过程 ◼ 结晶的基本概念 一切物质从液态到固态的转变过程称为凝固， 如凝固后形成晶体结构，则称为结晶。金属在 固态下通常都是晶体，所以金属自液态冷却转 变为固态的过程，称为金属的结晶 。 1、金属的冷却曲线与过冷度 2、结晶过程 3、影响晶粒大小的因素 4、晶粒大小与力学性能的关系
金属的冷却曲线与过冷度 理论结晶温度,也叫平衡结晶温度,是指液体的 结晶速度与晶体的熔化速度相等时的温度。 实际结晶温度低于平衡结晶温度的现象称为过冷 现象。两者之间的温度差△T称为过冷度。 △T=T0-Tn,过冷度的大小与金属的本性以及冷 却速度有关,冷却速度愈大,过冷度△T愈大
1、金属的冷却曲线与过冷度 理论结晶温度，也叫平衡结晶温度，是指液体的 结晶速度与晶体的熔化速度相等时的温度。 实际结晶温度低于平衡结晶温度的现象称为过冷 现象。两者之间的温度差ΔT称为过冷度。 ΔT=T0－Tn，过冷度的大小与金属的本性以及冷 却速度有关，冷却速度愈大，过冷度ΔT愈大
1、金属的冷却曲线与过冷度 随时间的增长,温度逐渐 降低,当到T1温度时出现 温度 平台,说明这时虽然液 △T 体金属向外散热,但其温 度并没下降,这是由于在1 这一温度液体开始结晶向 外散热(结晶潜热),补 偿了液体对外的热量散失, 结晶终了后就没有结晶潜 热来补偿热量的散失,所 以温度又开始下降 时间 纯金属冷却曲线
1、金属的冷却曲线与过冷度 ◼ 随时间的增长，温度逐渐 降低，当到T1温度时出现 一平台，说明这时虽然液 体金属向外散热，但其温 度并没下降，这是 由于在 这一温度液体开始结晶向 外散热（结晶潜热），补 偿了液体对外的热量散失， 结晶终了后就 没有结晶潜 热来补偿热量的散失，所 以温度 又开始下降。 纯金属冷却曲线
2、结晶过程:形成晶核和晶核长大 形成晶核((a)9_s9 oO 晶核长大 0 e 全部 结 结晶过程
结晶过程 (a) (b) (c) (d) (e) (f) 形成晶核 晶核长大 全部 结晶 2、 结晶过程：形成晶核和晶核长大
