【正文】 晶粒，結(jié)晶才告完成。? 晶粒愈小，則金屬的強(qiáng)度、塑性和韌性愈好。 非自發(fā)形核43? 、鑄錠的結(jié)構(gòu)、鑄錠的結(jié)構(gòu)? 鑄錠的組織一般分為三個(gè)區(qū)域鑄錠的組織一般分為三個(gè)區(qū)域：：? １）細(xì)晶粒層１）細(xì)晶粒層 －－最外層緊靠－－最外層緊靠錠模，液態(tài)金屬冷卻快，過(guò)冷錠模，液態(tài)金屬冷卻快，過(guò)冷度大，晶核多，很快形成。無(wú)弱面，晶枝結(jié)合較牢，性能均勻，無(wú)方向性合較牢，性能均勻，無(wú)方向性。合金鋼根據(jù)合金元素含量分為低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼。? 　　 ? 　　按用途可將鋼分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼。? 　　 .按化學(xué)成分分類(lèi)? 　　按化學(xué)成份可將鋼分為碳素鋼和合金鋼。? ３）等軸晶粒３）等軸晶粒 －－－－ 中心部分的中心部分的液態(tài)金屬冷卻更慢，過(guò)冷度也液態(tài)金屬冷卻更慢，過(guò)冷度也更小，散熱方向的影響也不明更小，散熱方向的影響也不明顯，晶核可向各個(gè)方向均勻長(zhǎng)顯，晶核可向各個(gè)方向均勻長(zhǎng)大成粗大的。? 影響晶粒大小的因素：影響晶粒大小的因素：? １）１） 過(guò)冷度過(guò)冷度 ：增加過(guò)冷度使晶粒細(xì)化：增加過(guò)冷度使晶粒細(xì)化? ２）未熔雜質(zhì)２）未熔雜質(zhì)42 二、二、 影響晶粒大小的因素影響晶粒大小的因素過(guò)冷度的影響216。? 晶粒細(xì)化晶粒細(xì)化 是提高金屬機(jī)械性能的最重要的途徑之一。當(dāng)過(guò)冷度較大，特別是有雜質(zhì)存在的情況冷度較大，特別是有雜質(zhì)存在的情況 下，晶核往往是以樹(shù)狀的形下，晶核往往是以樹(shù)狀的形式長(zhǎng)大，開(kāi)始形成晶軸，再在其上形成枝芽，最后發(fā)展成式長(zhǎng)大，開(kāi)始形成晶軸，再在其上形成枝芽，最后發(fā)展成 樹(shù)枝狀樹(shù)枝狀結(jié)晶結(jié)晶 。37 ? 金屬的結(jié)晶過(guò)程金屬的結(jié)晶過(guò)程? １、１、 形核形核 ：：? 自發(fā)晶核自發(fā)晶核 液態(tài)金屬在接近結(jié)晶溫度時(shí)，原子已在短距離液態(tài)金屬在接近結(jié)晶溫度時(shí)，原子已在短距離范圍內(nèi)近似固態(tài)結(jié)構(gòu)的規(guī)則排列，存在著大量尺寸不同的范圍內(nèi)近似固態(tài)結(jié)構(gòu)的規(guī)則排列，存在著大量尺寸不同的近程有序近程有序 的原子集團(tuán)。? 為什么呢？為什么呢？ 熱力學(xué)指出：熱力學(xué)指出： 在自然界中，一切自發(fā)在自然界中，一切自發(fā)轉(zhuǎn)變過(guò)程，是由一種較高的能量狀態(tài)趨向于最低能轉(zhuǎn)變過(guò)程，是由一種較高的能量狀態(tài)趨向于最低能量的穩(wěn)定狀態(tài)，就象小球由高處滾向低處，降低自量的穩(wěn)定狀態(tài)，就象小球由高處滾向低處，降低自己的勢(shì)能一樣。? 近程有序狀態(tài)近程有序狀態(tài) －－液態(tài)金屬內(nèi)部，原子在短距離的?。簯B(tài)金屬內(nèi)部，原子在短距離的小范圍內(nèi)作近似于固態(tài)結(jié)構(gòu)的規(guī)則排列。它是物理性能、化學(xué)性能和機(jī)械性能的綜合表現(xiàn)。? 7 斷裂韌性斷裂韌性 金屬材料抵抗裂紋擴(kuò)展斷裂的韌性性金屬材料抵抗裂紋擴(kuò)展斷裂的韌性性能。? 5 硬度硬度 －－金屬材料抵抗集中負(fù)荷作用的性能，即金屬材料抵抗硬－－金屬材料抵抗集中負(fù)荷作用的性能，即金屬材料抵抗硬物壓入的能力。? 3 剛性剛性 －－金屬材料在外力的作用下抵抗彈性變形的能力。包括－－金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。包括：性。? 高分子化合物總含有各種大小不同（鍵長(zhǎng)不同、分子量不同高分子化合物總含有各種大小不同（鍵長(zhǎng)不同、分子量不同）的分子。? 單體 —— 彼此能相互連接起來(lái)而形成高分子化合物的低分子化合物。（化合物的價(jià)電子數(shù)與原子數(shù)之比值）的化合物。通過(guò)形成固溶體使金屬的強(qiáng)度和硬度提高的現(xiàn)象。 ? 置換固溶體置換固溶體 ———— 在溶劑晶格的某些結(jié)點(diǎn)上，其原子被溶質(zhì)原子所在溶劑晶格的某些結(jié)點(diǎn)上，其原子被溶質(zhì)原子所替代而形成的固溶體。? 二元合金二元合金 ———— 由兩個(gè)組元組成的合金稱(chēng)為二元合金。? 亞晶界亞晶界 ———— 亞晶粒之間的邊界。20（（ 2）線缺陷：）線缺陷： 主要是位錯(cuò)。n 晶格空位晶格空位 ———— 在晶體晶格中在晶體晶格中 ，某結(jié)點(diǎn)上沒(méi)有原子的結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為空位。? 顯微組織顯微組織 －－顯微鏡所觀察到的組織。? 多晶體多晶體 －－多晶粒組成的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)。? 晶體與非晶體最根本的差別之一是：晶體具有明顯各向異晶體與非晶體最根本的差別之一是：晶體具有明顯各向異性，而非金屬具有各向同性。 [uvw]晶向指數(shù)的確定：晶向指數(shù)的確定：①① 設(shè)定一空間坐標(biāo)系，原點(diǎn)在待定晶向的一結(jié)點(diǎn)上。{111}晶面族有：（ 111）、（ 11）、（ 1 1）和（ 11 ）晶面 。設(shè)定一空間坐標(biāo)系，原點(diǎn)位于待定晶面之外。（（ 3）配位數(shù)和致密度）配位數(shù)和致密度面心立方晶格：面心立方晶格： 12 密排六方晶格：密排六方晶格： 12體心立方晶格：體心立方晶格： 812致密度致密度 晶胞中所含原子的體積與晶胞體積的比值，即晶胞中所含原子的體積與晶胞體積的比值，即 K=nU/V　　 配位數(shù)大，則致密度亦大。面心立方晶格面心立方晶格 金屬中如金屬中如 Al、 Mn、 Ni、 Cu、 Ag、 Pt、 Au、 Pb 及 ?Fe等屬此種晶格。木材等。 4 課程教學(xué)內(nèi)容課程教學(xué)內(nèi)容 4? 總學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)： 32學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n 本科本科n 課堂教學(xué)課堂教學(xué) 26學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n 緒論、金屬材料的性能緒論、金屬材料的性能 : 1學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶：金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶： 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n 金屬的塑金屬的塑 性變形與再結(jié)晶：性變形與再結(jié)晶： 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n 鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖 5學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n 鋼的熱處理：鋼的熱處理： 4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n 工業(yè)用鋼：工業(yè)用鋼： 4學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n 鑄鐵：鑄鐵： 2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n 有色金屬及其合金：有色金屬及其合金：