【正文】 見(jiàn)的金屬晶體結(jié)構(gòu)(a)體心立方 （ b）面心立方 （ c）密排六方 9 常見(jiàn)金屬晶體結(jié)構(gòu)的特征常見(jiàn)金屬晶體結(jié)構(gòu)的特征（（ 1）晶胞中的原子數(shù)）晶胞中的原子數(shù)面心立方晶格面心立方晶格 密排六方晶格密排六方晶格體心立方晶格體心立方晶格10（（ 2）原子半徑）原子半徑面心立方晶格面心立方晶格 密排六方晶格密排六方晶格體心立方晶格體心立方晶格11 配位數(shù)配位數(shù) ———— 晶體結(jié)構(gòu)中與任一原子周?chē)罱彽那业染嚯x的原子晶體結(jié)構(gòu)中與任一原子周?chē)罱彽那业染嚯x的原子數(shù)。 固體金屬均為晶體固體金屬均為晶體。管理等方面的工作奠定必要的基礎(chǔ)。n 晶胞晶胞 ———— 能夠反映晶格特征的最小組成單元。晶胞的體積。個(gè)晶向。際晶體，其各向異性就顯示不出來(lái)了。－－晶粒內(nèi)存在的、相互間晶格位向差很小的晶塊。包括：刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)。有界面分開(kāi)的均勻組成部分。 固態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)24（（ 2）中間相（金屬化合物））中間相（金屬化合物） ———— 合金組元之間相互作用形成的、晶合金組元之間相互作用形成的、晶格類(lèi)型和特性均不同于任一組元的新相。合物一樣僅由幾種元素所組成。n b 物理性能：密度、密度、導(dǎo)電性物理性能：密度、密度、導(dǎo)電性 …...n c 化學(xué)性能：抵抗化學(xué)浸蝕的能力。）表示。導(dǎo)電性、磁性等。不穩(wěn)定。當(dāng)溫度降低到理論結(jié)晶溫度以下，達(dá)到一定的散。晶粒愈小，則金屬的強(qiáng)度、塑性和韌性愈好。 44? 、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變? 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 固態(tài)金屬由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N固態(tài)金屬由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的變化過(guò)程。按正火組織可將鋼分為珠光體鋼、貝氏體鋼、馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼和萊氏體鋼等。雜及低熔點(diǎn)雜質(zhì)富集于晶面。金屬的性能在很大程度上與晶粒的大小有關(guān)。? 過(guò)冷過(guò)冷 液態(tài)金屬實(shí)際冷卻液態(tài)金屬實(shí)際冷卻到結(jié)晶溫度以下而暫不結(jié)晶到結(jié)晶溫度以下而暫不結(jié)晶的現(xiàn)象的現(xiàn)象? 過(guò)冷度過(guò)冷度 ?T實(shí)際結(jié)晶溫實(shí)際結(jié)晶溫度度 Tn與理論結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度 To之之差差 。即結(jié)晶。下，循環(huán)一定周次后，斷裂時(shí)所能承受的最大應(yīng)力。）來(lái)表示。 圖 1－ 17 共聚物結(jié)構(gòu)示意圖（ ●表示 M1， ○表示 M2） 29? 可分為：可分為：? 1. 使用性能使用性能 指金屬材料在使用過(guò)程中反映出來(lái)的特指金屬材料在使用過(guò)程中反映出來(lái)的特性。? 分類(lèi)： 天然：天然橡膠、蠶絲、羊毛、纖維素、油脂、蛋白質(zhì)淀粉等； 人工合成：合成橡膠、塑料、合成纖維、涂料和膠粘劑等。固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化 ———— 通過(guò)形成固溶體使金屬的強(qiáng)度和硬度提高的現(xiàn)象。組成合金最基本的獨(dú)立物質(zhì)。點(diǎn)缺陷的存在會(huì)使晶格發(fā)生畸變，金屬的性能發(fā)生變化。晶粒的大小、方向、形狀、排列狀況等組成關(guān)系的構(gòu)造情況。同的現(xiàn)象。如：{100}晶面族有：（ 100）、（ 010）和（ 001）晶面。配位數(shù)越大，晶體中原子排列就越緊密。如玻璃、松香、石臘、棉花、木材等。 機(jī)械工程材料機(jī)械工程材料n教材教材 :朱張校主編、鄭明新主審《工程材朱張校主編、鄭明新主審《工程材料》清華大學(xué)出版社料》清華大學(xué)出版社 2023年年 1月第月第 3版版n參考書(shū)參考書(shū) :戈曉嵐主編《機(jī)械工程材料》戈曉嵐主編《機(jī)械工程材料》 北京大學(xué)出版社北京大學(xué)出版社 中南大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院1? 1 課程的性質(zhì)：課程的性質(zhì)：n 《機(jī)械工程材料》是《機(jī)械工程材料》是 機(jī)械專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，重點(diǎn)機(jī)械專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，重點(diǎn)是研究金屬材料的性能與成分、組織結(jié)構(gòu)、熱處理之間的關(guān)是研究金屬材料的性能與成分、組織結(jié)構(gòu)、熱處理之間的關(guān)系。木材等。（（ 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。{111}晶面族有：（ 111）、（ 11）、（ 1 1）和（ 11 ）晶面 。? 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。? 顯微組織顯微組織 －－顯微鏡所觀察到的組織。20（（ 2）線缺陷：）線缺陷： 主要是位錯(cuò)。? 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。通過(guò)形成固溶體使金屬的強(qiáng)度和硬度提高的現(xiàn)象。? 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。包括：性。? 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。? 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。? 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。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)。? 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。? 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。? 　　 ? 　　按用途可將鋼分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼。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。? 晶粒愈小，則金屬的強(qiáng)度、塑性和韌性愈好。這些原子集團(tuán) 是不穩(wěn)定的，時(shí)聚時(shí)是不穩(wěn)定的，時(shí)聚時(shí)散。范圍內(nèi)作近似于固態(tài)結(jié)構(gòu)的規(guī)則排列。 金屬材料的機(jī)械性能（續(xù)）33 金屬材料的其它性能金屬材料的其它性能? 物理性能物理性能 包括密度、熔點(diǎn)、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、包括密度、熔點(diǎn)、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、磁性等。? 常用材料的彈性模量來(lái)（常用材料的彈性模量來(lái)（ E）表示。映出來(lái)的力學(xué)性能。 非金屬材料的結(jié)構(gòu)26高分子化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：高分子化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：? 高分子化合物的分子量很大，化學(xué)組成比較簡(jiǎn)單，同有機(jī)化高分子化合物的分子量很大，化學(xué)組成比較簡(jiǎn)單，同有機(jī)化合物一樣僅由幾種元素所組成。的滑移，從而使合金固溶體的強(qiáng)度和硬度得到提高。 ? 相相 ———— 在金屬