[材料科學(xué)]機(jī)械工程材料金屬的晶體結(jié)構(gòu)-資料下載頁(yè)
2025-01-16 05:35本頁(yè)面
【正文】 變 ， 沒(méi)有正應(yīng)變 。 3） 位錯(cuò)線與滑移方向平行 ， 位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向與位錯(cuò)線垂直 。 ① 在實(shí)際晶體中 ， 從距位錯(cuò)一定距離的任一原子 M出發(fā) ， 以至相鄰原子為一步 ， 沿逆時(shí)針?lè)较颦h(huán)繞位錯(cuò)線做一閉和回路； ② 在完整晶體中以同樣方法和步驟做相同回路 ， 回路沒(méi)有封閉； ③ 由完整晶體的回路終點(diǎn) Q到起點(diǎn) M引一矢量 ， 使回路閉和 ， 即為柏氏矢量 M(Q) Q M → b 3. 伯氏矢量 柏氏矢量是由柏格斯在 1939年提出的 ， 用來(lái)表征位錯(cuò)性質(zhì)及位錯(cuò)區(qū)晶格畸變特征的一個(gè)矢量 。 確定方法 ?可用來(lái)判斷位錯(cuò)類型：位錯(cuò)線與柏氏矢量垂直為刃型位錯(cuò)；位錯(cuò)線與柏氏矢量平行為螺型位錯(cuò)； ?柏氏矢量的大小表示位錯(cuò)區(qū)晶格畸變總量大小； ?柏氏矢量用來(lái)表示晶體滑移的方向和大小：滑移方向?yàn)榘厥鲜噶糠较?， 滑移大小為柏氏矢量大小 。 伯氏矢量的特征 在實(shí)際晶體中 ， 位錯(cuò)線一般是彎曲的 ， 而柏氏矢量只有一個(gè) ， 此時(shí)位錯(cuò)線與柏氏矢量呈一定角度 ， 稱為混合型位錯(cuò) 。 A b B C 4. 混合型位錯(cuò) 刃型位錯(cuò) 螺型位錯(cuò) 混合位錯(cuò) 混合位錯(cuò)原子組態(tài) 5. 位錯(cuò)對(duì)金屬性能的影響 Ni基高溫合金經(jīng)固溶處理和形變后的位錯(cuò)組態(tài) 未變形 200℃ , 形變 2% 196℃ , 形變 2% Ni基高溫合金高溫蠕變后的位錯(cuò)組態(tài) 未強(qiáng)化純金屬 （退火態(tài)） 加工硬化態(tài) （ 1011~1012cm/cm3） 金屬晶須 位錯(cuò)密度 ? 強(qiáng)度? 金屬?gòu)?qiáng)度與位錯(cuò)密度的關(guān)系 5. 位錯(cuò)對(duì)金屬性能的影響 ? 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)是金屬變形的重要機(jī)制； ? 位錯(cuò)密度 （ 通常用單位體積中所包含的位錯(cuò)線總長(zhǎng)度來(lái)表示 ?=L/V） 是影響材料性能的重要指標(biāo) 。 理論強(qiáng)度 點(diǎn)缺陷 線缺陷 面缺陷 面缺陷晶體的面缺陷包括晶體的 外表面 （ 表面或自由界面 ） 和 內(nèi)界面 兩類 ， 其中的內(nèi)界面又有晶界 、 亞晶界 、 孿晶界 、 堆垛層錯(cuò)和相界等 。 晶體缺陷 1. 外表面 與內(nèi)部原子相比 ， 表面原子的配位數(shù)較少 ， 使得表面原子偏離正常位置 ， 在表面層產(chǎn)生了晶格畸變 （ 弛豫 ） ， 導(dǎo)致能量升高 。 單位表面積上升高的能量稱為 比表面能 ， 簡(jiǎn)稱表面能 。表面能也可以用單位長(zhǎng)度上的表面張力 （ N／ m） 表示 。 為了降低表面能 ， 在一定條件下表面原子可以重構(gòu) 。 金 (111)表面重構(gòu)的高分辨電子像 2. 晶界 單晶體 —— 若材料的晶體結(jié)構(gòu)和空間取向都相同 ， 則稱該材料為單晶體 。 多晶體 —— 由許多晶粒組成 ， 每個(gè)晶?？梢钥醋饕粋€(gè)微小的單晶體 。 晶界 —— 晶體結(jié)構(gòu)相同但位向不同的晶粒之間的界面稱為晶粒間界 ， 簡(jiǎn)稱晶界 。 小角度晶界： 當(dāng)相鄰晶粒的位向差小于 10?時(shí) ， 晶界稱為小角度晶界 。 小角度晶界由位錯(cuò)組成 。 晶界分類 大角度晶界： 當(dāng)相鄰晶粒的位向差大于 10?時(shí) ， 晶界稱為大角度晶界 。 大角度晶界結(jié)構(gòu)復(fù)雜 。 1） 由于晶格畸變 ， 使晶界具有界面能 。 高的界面能有向低界面能轉(zhuǎn)化的趨勢(shì) ， 導(dǎo)致界面運(yùn)動(dòng) 。 晶粒長(zhǎng)大和晶界的平直化都能減少晶界總面積 ， 從而降低總界面能 。 晶界遷移是原子擴(kuò)散過(guò)程 ， 只有在一定溫度下才能進(jìn)行 。 晶界特性 12%Cr鐵素體不銹鋼焊接接頭附近組織 2） 當(dāng)金屬中存在降低界面能的異類原子時(shí) ， 它們將向晶界偏聚 ， 這種現(xiàn)象稱為內(nèi)吸附；如果存在提高界面能的原子 ，它們將會(huì)晶粒內(nèi)部偏聚 ， 稱為反內(nèi)吸附 。 晶界特性 晶界過(guò)渡結(jié)構(gòu)示意圖 納米材料剖面結(jié)構(gòu)示意圖 3） 由于晶界上存在晶格畸變 ， 在室溫下對(duì)金屬材料的塑性變形起阻礙作用 ， 在宏觀上表現(xiàn)為使金屬材料具有更高的強(qiáng)度和硬度 。 晶界特性 21??? Kdos ??400MPa級(jí)超細(xì)晶粒 碳素鋼顯微組織 4） 由于界面能的存在 ， 使晶界的熔點(diǎn)低于晶粒內(nèi)部 ， 易于腐蝕和氧化 。 晶界特性 5）晶界上缺陷多，原子擴(kuò)散速度快，相變時(shí)易在晶界處形核 SEM 35CrMo鋼奧氏體晶界處 形成珠光體晶核并長(zhǎng)大 晶間腐蝕 在多相組織中 ， 具有不同晶體結(jié)構(gòu)的兩相之間的分界面稱為相界 。 3. 相界 4. 孿晶界 5. 堆垛層錯(cuò) 原子移動(dòng)形成堆垛層錯(cuò)
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