工程材料及機械制造基礎i(1)(編輯修改稿)
2025-02-14 18:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 2)以棱長 a、 b、 c分別為相應坐標軸的度量單位，求出待定晶向上某點（任選）的三維坐標值。如： 0。 ? 3)將坐標值按比例化為最小整數(shù)，并依次寫在方括號內(nèi)，數(shù)間不用標點隔開，負號改寫到數(shù)的頂部。則上例為（ 1 0）就是這個待定晶向的晶向指數(shù)。實際上，它代表的是與之平行的所有晶向。 ? 對于立方晶系常用晶面是（ 100）、（ 110）、（ 111）。常用晶向是 [100]、 [110]、 [111］。 ? 對于六方晶系，由于它的結構形式不同于立方晶系。其晶面指數(shù)和晶向指數(shù)需用四個數(shù)字來表示。 1? 凡是晶面指數(shù)中各個數(shù)字相同但是符號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晶面族。 ? 如：（ 110）、（ 101）、（ 011）、（ 10 ）、（ 10）、（ 0 1）六個獨立的晶面就組成了一個晶面族。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晶向族。如：[111]、 [1 1]、 [ 11]、［ 11 ］四個晶向組成一個晶向族。這個晶向族指數(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、純金屬的實際晶體結構 ? 實際金屬通常都不是單晶體。而是由許多相當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)分開就稱之為一個晶粒 。 ? 在每個晶粒內(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 ? ? 點缺陷是指以一個點為中心，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：晶體中某一列或若干列原子發(fā)生了生了有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。 ? 位錯密度 ?3．面缺陷 ?晶體的面缺陷，主要是指晶界和亞晶界。 第二節(jié) 合金的晶體結構 ? 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，通過熔煉或燒結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、能獨立存在的物質(zhì)，簡稱元。 ? ? 有相同組元，而成分比例不同的一系列合金。 ? ? 在合金中，凡是化學成分相同、晶體結構相同并有界面與其它部分分隔開來的一個均勻區(qū)域。在一個相中可以有多個晶粒。但是，一個晶粒之中只能是同一個相。 ? ? 在顯微鏡下看到的相和晶粒的形態(tài)、大小和分布。 二、合金的相結構 （一）固溶體 ?合金結晶成固態(tài)時，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)原子的排列是無秩序的，所以也都是無序固溶體。 ? ? 溶質(zhì)原子代替溶劑原子占據(jù)著溶劑晶格結點位置，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 ? 當溶質(zhì)與溶劑的原子直徑相差較小時易形成置換固溶體，而且直徑差愈小，其溶解度也會愈大。 ? (2)負電性因素 ? 所謂負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離子的能力。 ? (3)電子濃度因素 ? 在合金中，價電子數(shù)目 e與原子數(shù)目 n之比稱為電子濃度。 ? (4)晶體結構因素 ? (5)溫度因素 ? ?隨著溶質(zhì)含量的升高，通常都會使固溶體的強度、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度、硬度升高的現(xiàn)象稱之為 固溶強化 。 ?其它強化方法主要有：細晶強化、第二相彌散強化、熱處理相變強化、加工硬化等。 （二）金屬化合物 ? 合金中，當溶質(zhì)組元的質(zhì)量分數(shù)超過固溶體的溶解度將會產(chǎn)生新相。這個新相可能是一組元為溶劑的另一種固溶體。也可能產(chǎn)生一種晶格結構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，金屬化合物若以細小的粒狀均勻分布在固溶體相的基體上會使合金的強度、硬度進一
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