金属学与热处理 的界面。处于这种界面上的原子受内部自身原子的作用力和受外部介质分子(或原子)的作 用力显然是不相平衡的,若外部为真空,则更不平衡。这样,表面原子就会偏离正常的平 衡位置,并牵连到邻近的几层原子,这就造成表层的畸变,它们的能量比内部原子高,将 它们高出的能量合起来,平均在单位表面积上的超额能量称为比表面能,或简称表面能 它与表面张力同数值、同量纲。表面能既随接触介质的不同而变,也随裸露出的晶面不同 而异。此外,表面能还和表面曲率有关,曲率越大表面能也越大。 2)同种晶粒间的界面——晶界( crystal boundary) 纯金属或单相合金的组织是由同成分、同结构的许多晶粒组成的。各晶粒之间由于相 对取向(即各晶轴在空间的方位)不同而出现了接触界面,一般称为晶界。相邻晶粒的位向 差小于10°的晶界称为小角度晶界,相邻晶粒的位向差大于10°的晶界称为大角度晶界。 晶粒的位向差不同,则其晶界的结构和性质也不同。现已查明,小角度晶界基本上由位错 构成,大角度晶界的结构却十分复杂,目前还不十分清楚,而多晶体金属材料中的晶界大 部分属于大角度晶界 3)异种晶粒间的界面——相界面( phase interface) 具有不同晶体结构的两相之间的分界面称为相界面。相界的结构有三类,即共格界面 半共格界面和非共格界面。所谓共格界面是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上, 为两种晶格所共有。界面上原子的排列规律既符合这个相晶粒内原子排列的规律,又符合 另一个相晶粒内原子排列的规律 4)其他界面 ①孪晶界:它是纯金属或合金中,同成分同结构的两个晶粒之间的一种特殊界面,其 特点是完全共格的,并且两晶粒内部的原子都以界面为对称面而处于镜面对称位置,这样 对晶粒称之为孪晶。 差异的小块所组成的,称之为亚晶,其尺寸一般为10°cm-10cm,特殊情况下为0b ②晶粒内的界面。如前所述,一个晶粒内部并不是完全一致的,而是由一些取向略 102cm,有时将10°cm~10-cm的亚晶叫嵌镶块,它们之间的界面叫亚晶界,或嵌镶块界, 其结构相当于小角度晶界。 ③层错界:它与孪晶界很相似,但无对称关系,它是由于晶面的堆砌序列发生差错而 产生的 4.体缺陷( body defect 体缺陷的特征是缺陷在三个方向的尺寸都较大,但不是很大,例如固溶体内的偏聚区 分布极弥散的第二相超显微微粒以及一些超显微空洞等。当体缺陷较大时,即可归属于面 陷来讨论。 1.2合金的晶体结构 由于纯金属性能上的局限性,实际使用的金属材料绝大多数是合金。由两种或两种以 上的金属、或金属与非金属,经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质称 为合金。组成合金最基本的、独立的物质称为组元,简称为元。一般说来,组元就是组成·10· 金属学与热处理 ·10· 的界面。处于这种界面上的原子受内部自身原子的作用力和受外部介质分子(或原子)的作 用力显然是不相平衡的，若外部为真空，则更不平衡。这样，表面原子就会偏离正常的平 衡位置，并牵连到邻近的几层原子，这就造成表层的畸变，它们的能量比内部原子高，将 它们高出的能量合起来，平均在单位表面积上的超额能量称为比表面能，或简称表面能， 它与表面张力同数值、同量纲。表面能既随接触介质的不同而变，也随裸露出的晶面不同 而异。此外，表面能还和表面曲率有关，曲率越大表面能也越大。 2) 同种晶粒间的界面——晶界(crystal boundary) 纯金属或单相合金的组织是由同成分、同结构的许多晶粒组成的。各晶粒之间由于相 对取向(即各晶轴在空间的方位)不同而出现了接触界面，一般称为晶界。相邻晶粒的位向 差小于 10°的晶界称为小角度晶界，相邻晶粒的位向差大于 10°的晶界称为大角度晶界。 晶粒的位向差不同，则其晶界的结构和性质也不同。现已查明，小角度晶界基本上由位错 构成，大角度晶界的结构却十分复杂，目前还不十分清楚，而多晶体金属材料中的晶界大 部分属于大角度晶界。 3) 异种晶粒间的界面——相界面(phase interface) 具有不同晶体结构的两相之间的分界面称为相界面。相界的结构有三类，即共格界面、 半共格界面和非共格界面。所谓共格界面是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上， 为两种晶格所共有。界面上原子的排列规律既符合这个相晶粒内原子排列的规律，又符合 另一个相晶粒内原子排列的规律。 4) 其他界面 ① 孪晶界：它是纯金属或合金中，同成分同结构的两个晶粒之间的一种特殊界面，其 特点是完全共格的，并且两晶粒内部的原子都以界面为对称面而处于镜面对称位置，这样 一对晶粒称之为孪晶。 ② 晶粒内的界面。如前所述，一个晶粒内部并不是完全一致的，而是由一些取向略有 差异的小块所组成的，称之为亚晶，其尺寸一般为 10-5 cm～10-3 cm，特殊情况下为 10-6 cm～ 10-2 cm，有时将 10-6 cm～10-4 cm 的亚晶叫嵌镶块，它们之间的界面叫亚晶界，或嵌镶块界， 其结构相当于小角度晶界。 ③ 层错界：它与孪晶界很相似，但无对称关系，它是由于晶面的堆砌序列发生差错而 产生的。 4. 体缺陷(body defect) 体缺陷的特征是缺陷在三个方向的尺寸都较大，但不是很大，例如固溶体内的偏聚区、 分布极弥散的第二相超显微微粒以及一些超显微空洞等。当体缺陷较大时，即可归属于面 缺陷来讨论。 1.2 合金的晶体结构 由于纯金属性能上的局限性，实际使用的金属材料绝大多数是合金。由两种或两种以 上的金属、或金属与非金属，经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质称 为合金。组成合金最基本的、独立的物质称为组元，简称为元。一般说来，组元就是组成