【正文】 見的金屬晶體結(jié)構(gòu)(a)體心立方 （ b）面心立方 （ c）密排六方 9 常見金屬晶體結(jié)構(gòu)的特征常見金屬晶體結(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)中與任一原子周圍最近鄰的且等距離的原子晶體結(jié)構(gòu)中與任一原子周圍最近鄰的且等距離的原子數(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。個晶向。際晶體，其各向異性就顯示不出來了。－－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、螺型位錯。有界面分開的均勻組成部分。 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 化學性能：抵抗化學浸蝕的能力。）表示。導(dǎo)電性、磁性等。不穩(wěn)定。當溫度降低到理論結(jié)晶溫度以下，達到一定的散。晶粒愈小，則金屬的強度、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)。? 過冷過冷 液態(tài)金屬實際冷卻液態(tài)金屬實際冷卻到結(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? 過冷度過冷度 ?T實際結(jié)晶溫實際結(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，斷裂時所能承受的最大應(yīng)力。）來表示。 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程中反映出來的特指金屬材料在使用過程中反映出來的特性。? 分類： 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。固溶強化固溶強化 ———— 通過形成固溶體使金屬的強度和硬度提高的現(xiàn)象。組成合金最基本的獨立物質(zhì)。點缺陷的存在會使晶格發(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。 機械工程材料機械工程材料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》清華大學出版社料》清華大學出版社 2023年年 1月第月第 3版版n參考書參考書 :戈曉嵐主編《機械工程材料》戈曉嵐主編《機械工程材料》 北京大學出版社北京大學出版社 中南大學 機電工程學院1? 1 課程的性質(zhì)：課程的性質(zhì)：n 《機械工程材料》是《機械工程材料》是 機械專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，重點機械專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，重點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。? 二元合金二元合金 ———— 由兩個組元組成的合金稱為二元合金。通過形成固溶體使金屬的強度和硬度提高的現(xiàn)象。? 單體 —— 彼此能相互連接起來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展斷裂的韌性性金屬材料抵抗裂紋擴展斷裂的韌性性能。? 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)晶過程金屬的結(jié)晶過程? 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，原子已在短距離液態(tài)金屬在接近結(jié)晶溫度時，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。? 晶粒細化晶粒細化 是提高金屬機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，過冷度也液態(tài)金屬冷卻更慢，過冷度也更小，散熱方向的影響也不明更小，散熱方向的影響也不明顯，晶核可向各個方向均勻長顯，晶核可向各個方向均勻長大成粗大的。? 　　 ? 　　按用途可將鋼分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼。無弱面，晶枝結(jié)合較牢，性能均勻，無方向性合較牢，性能均勻，無方向性。? 晶粒愈小，則金屬的強度、塑性和韌性愈好。這些原子集團 是不穩(wěn)定的，時聚時是不穩(wěn)定的，時聚時散。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、熱膨脹性、導(dǎo)熱性、包括密度、熔點、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（常用材料的彈性模量來（ E）表示。映出來的力學性能。 非金屬材料的結(jié)構(gòu)26高分子化合物化學結(jié)構(gòu)的特點：高分子化合物化學結(jié)構(gòu)的特點：? 高分子化合物的分子量很大，化學組成比較簡單，同有機化高分子化合物的分子量很大，化學組成比較簡單，同有機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度和硬度得到提高。 ? 相相 ———— 在金屬