工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)i(1)(編輯修改稿)
2025-02-14 18:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2)以棱長(zhǎng) a、 b、 c分別為相應(yīng)坐標(biāo)軸的度量單位，求出待定晶向上某點(diǎn)（任選）的三維坐標(biāo)值。如： 0。 ? 3)將坐標(biāo)值按比例化為最小整數(shù)，并依次寫在方括號(hào)內(nèi)，數(shù)間不用標(biāo)點(diǎn)隔開(kāi)，負(fù)號(hào)改寫到數(shù)的頂部。則上例為（ 1 0）就是這個(gè)待定晶向的晶向指數(shù)。實(shí)際上，它代表的是與之平行的所有晶向。 ? 對(duì)于立方晶系常用晶面是（ 100）、（ 110）、（ 111）。常用晶向是 [100]、 [110]、 [111］。 ? 對(duì)于六方晶系，由于它的結(jié)構(gòu)形式不同于立方晶系。其晶面指數(shù)和晶向指數(shù)需用四個(gè)數(shù)字來(lái)表示。 1? 凡是晶面指數(shù)中各個(gè)數(shù)字相同但是符號(hào)不同或排列順序不同的所有晶面上的原子排列規(guī)律都是相同的，具有相同的原子密度和性質(zhì)。這些晶面被稱之為一個(gè)晶面族。 ? 如：（ 110）、（ 101）、（ 011）、（ 10 ）、（ 10）、（ 0 1）六個(gè)獨(dú)立的晶面就組成了一個(gè)晶面族。其晶面族指數(shù)記為｛ 110｝。同樣道理，原子排列密度完全相同的晶向也可組成一個(gè)晶向族。如：[111]、 [1 1]、 [ 11]、［ 11 ］四個(gè)晶向組成一個(gè)晶向族。這個(gè)晶向族指數(shù)記為 〈 111〉 ? 另外，在立方晶系中，凡是晶面指數(shù)與晶向指數(shù)相同的晶面與晶向都保持著垂直關(guān)系。例(111)⊥[111] 、 (110) ⊥[110] 、 (100) ⊥[100] 。 11 11 1 1（五）晶體的各向異性 ? 在晶體中，由于各個(gè)晶面和晶向上原子排列密度不同，使原子間的相互作用力也不相同。在同一單晶體內(nèi)不同晶面和晶向上的性能也是不同的。這種現(xiàn)象稱為晶體的各向異性。 ? 晶體分為單晶體和多晶體。 所謂單晶體是晶體內(nèi)各處 晶格位向 是一致的晶體。多晶體是晶體內(nèi)晶格位向不相同的晶體。 二、純金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu) ? 實(shí)際金屬通常都不是單晶體。而是由許多相當(dāng)于單晶體的微小晶粒和晶體缺陷組成的多晶體。 ? （一）晶粒與亞晶粒 ? 在金屬晶體中，凡是晶格位向基本一致的區(qū)域，并有邊界與鄰區(qū)分開(kāi)就稱之為一個(gè)晶粒 。 ? 在每個(gè)晶粒內(nèi)部，晶格位向也并非完全一致，而是存在著許多晶格位向差小于 30的更小的晶塊。這些小晶塊內(nèi)部晶格位向完全一致。這些小晶塊稱為亞晶粒，也稱嵌鑲塊。 （二）晶體中的晶體缺陷 ? ? 點(diǎn)缺陷是指以一個(gè)點(diǎn)為中心，在它的周圍造成原子排列不規(guī)則，產(chǎn)生晶格畸變和內(nèi)應(yīng)力的晶體缺陷。主要有間隙原子、置換原子、晶格空位三種。 ? 2．線缺陷 ? 位錯(cuò)：晶體中某一列或若干列原子發(fā)生了生了有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。 ? 位錯(cuò)密度 ?3．面缺陷 ?晶體的面缺陷，主要是指晶界和亞晶界。 第二節(jié) 合金的晶體結(jié)構(gòu) ? 一、基本概念 ? ? 一種金屬元素與另外一種或多種金屬或非金屬元素，通過(guò)熔煉或燒結(jié)等方法所形成的具有金屬性質(zhì)的新金屬材料 ? ? 組成合金的最基本的、能獨(dú)立存在的物質(zhì)，簡(jiǎn)稱元。 ? ? 有相同組元，而成分比例不同的一系列合金。 ? ? 在合金中，凡是化學(xué)成分相同、晶體結(jié)構(gòu)相同并有界面與其它部分分隔開(kāi)來(lái)的一個(gè)均勻區(qū)域。在一個(gè)相中可以有多個(gè)晶粒。但是，一個(gè)晶粒之中只能是同一個(gè)相。 ? ? 在顯微鏡下看到的相和晶粒的形態(tài)、大小和分布。 二、合金的相結(jié)構(gòu) （一）固溶體 ?合金結(jié)晶成固態(tài)時(shí)，含量少的組元（溶質(zhì)）原子分布在含量多的組元（溶劑）晶格中形成一種與溶劑有相同晶格的相，稱為固溶體。 溶質(zhì)原子分布于溶劑的晶格間隙中所形成的固溶體，稱為間隙固溶體。 間隙固溶體對(duì)溶質(zhì)溶解都是有限的，所以都是有限固溶體。 間隙固溶體中，溶質(zhì)原子的排列是無(wú)秩序的，所以也都是無(wú)序固溶體。 ? ? 溶質(zhì)原子代替溶劑原子占據(jù)著溶劑晶格結(jié)點(diǎn)位置，而形成的固溶體，稱置換固溶體。在有色金屬合金中和合金鋼中都存在著置換固溶體。 ? 置換固溶體又可分為有限固溶體和無(wú)限固溶體兩類。 ?3．固溶體的溶解度 ?溶質(zhì)原子溶于固溶體中的量稱為固溶體的濃度。溶質(zhì)在固溶體中的極限濃度稱為溶質(zhì)在固溶體中的溶解度。不同固溶體的溶解度不相同。同一種固溶體隨溫度升高溶解度也增加。 ? (1)原子直徑因素 ? 當(dāng)溶質(zhì)與溶劑的原子直徑相差較小時(shí)易形成置換固溶體，而且直徑差愈小，其溶解度也會(huì)愈大。 ? (2)負(fù)電性因素 ? 所謂負(fù)電性是指某元素的原子從其它元素原子奪取電子而變成負(fù)離子的能力。 ? (3)電子濃度因素 ? 在合金中，價(jià)電子數(shù)目 e與原子數(shù)目 n之比稱為電子濃度。 ? (4)晶體結(jié)構(gòu)因素 ? (5)溫度因素 ? ?隨著溶質(zhì)含量的升高，通常都會(huì)使固溶體的強(qiáng)度、硬度升高；塑性、韌性下降；電阻率、磁矯頑力升高。 ?通常把溶人溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱之為 固溶強(qiáng)化 。 ?其它強(qiáng)化方法主要有：細(xì)晶強(qiáng)化、第二相彌散強(qiáng)化、熱處理相變強(qiáng)化、加工硬化等。 （二）金屬化合物 ? 合金中，當(dāng)溶質(zhì)組元的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)固溶體的溶解度將會(huì)產(chǎn)生新相。這個(gè)新相可能是一組元為溶劑的另一種固溶體。也可能產(chǎn)生一種晶格結(jié)構(gòu)不同于任一組元的化合物。如 Fe3C, FeS, MnS。黃銅中的 β 相(CuZn)等。 ? 若化合物的結(jié)合鍵中有一定程度的金屬鍵則該化合物就具有一定的金屬性質(zhì)。這種具有金屬性質(zhì)的化合物被稱之為金屬化合物 。 ? 在合金中，金屬化合物若以細(xì)小的粒狀均勻分布在固溶體相的基體上會(huì)使合金的強(qiáng)度、硬度進(jìn)一
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