【正文】 金屬的晶體結(jié)構(gòu)金屬的晶體結(jié)構(gòu) n 晶體晶體 ———— 內(nèi)部原子（或離子）按一定幾何形狀有規(guī)則排列的固體。課程的基本要求、課程的基本要求3? １）１） 材料性能材料性能 : 重點(diǎn)介紹金屬材料的機(jī)械性能重點(diǎn)介紹金屬材料的機(jī)械性能及其物理、及其物理、 化學(xué)、化學(xué)、 工藝性能的含義；工藝性能的含義；? ２）２） 金屬學(xué)基礎(chǔ)：重點(diǎn)研究金屬和合金組織結(jié)金屬學(xué)基礎(chǔ)：重點(diǎn)研究金屬和合金組織結(jié)構(gòu)、結(jié)晶過(guò)程、塑性變形與再結(jié)晶及主要二元構(gòu)、結(jié)晶過(guò)程、塑性變形與再結(jié)晶及主要二元合金狀態(tài)圖的基本理論；合金狀態(tài)圖的基本理論；? ３）３） 熱處理基礎(chǔ)熱處理基礎(chǔ) ：重點(diǎn)研究改變鋼鐵材料內(nèi)部：重點(diǎn)研究改變鋼鐵材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)及性能的原理和方法；組織結(jié)構(gòu)及性能的原理和方法；? ４）４） 常用機(jī)械工程材料：常用機(jī)械工程材料： 具體研究各種常用具體研究各種常用機(jī)械工程材料的種類、機(jī)械工程材料的種類、 性能及用途。緒緒 論論2? 了解金屬材料的了解金屬材料的 主要力學(xué)性能主要力學(xué)性能 ；；? 了解了解 金屬學(xué)基礎(chǔ)金屬學(xué)基礎(chǔ) ， 掌握掌握 FeFe3C狀態(tài)圖狀態(tài)圖 ，熟悉金屬塑性變形，熟悉金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)及其對(duì)組織和性能的影響；的實(shí)質(zhì)及其對(duì)組織和性能的影響；? 熟悉熟悉 熱處理熱處理 的基本理論，掌握常用的熱處理方法的目的、的基本理論，掌握常用的熱處理方法的目的、工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍；工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍；? 了解了解 鋼中合金元素的作用鋼中合金元素的作用 ，掌握常用，掌握常用 合金合金 （碳鋼、合金鋼（碳鋼、合金鋼、鑄鐵、銅合金、鋁合金等）、鑄鐵、銅合金、鋁合金等） 的種類、牌號(hào)、性能及用途的種類、牌號(hào)、性能及用途；了解常用；了解常用 非金屬材料非金屬材料 的種類、特性及應(yīng)用；的種類、特性及應(yīng)用；? 熟悉熟悉 選用材料的基本原則選用材料的基本原則 ，根據(jù)零件的使用性能、工藝性，根據(jù)零件的使用性能、工藝性能以及經(jīng)濟(jì)性，能比較合理地選用材料和提出相應(yīng)的熱處能以及經(jīng)濟(jì)性，能比較合理地選用材料和提出相應(yīng)的熱處理技術(shù)要求；理技術(shù)要求；? 了解金屬材料及熱處理的新材料、新工藝、新技術(shù)。? 2 課程的目的：課程的目的：n 獲得金屬學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)；獲得金屬學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)；n 掌握熱處理的基本理論及方法；掌握熱處理的基本理論及方法；n 掌握鋼的合金化基本原則、常用機(jī)械工程材料等方面的基本掌握鋼的合金化基本原則、常用機(jī)械工程材料等方面的基本知識(shí)；知識(shí)；n 為學(xué)習(xí)其它有關(guān)課程及以后從事的機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、維修、為學(xué)習(xí)其它有關(guān)課程及以后從事的機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、維修、管理等方面的工作奠定必要的基礎(chǔ)。 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參考書參考書 :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)械專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，重點(diǎn)機(jī)械專業(yè)必修的一門技術(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。系。管理等方面的工作奠定必要的基礎(chǔ)。了解金屬材料及熱處理的新材料、新工藝、新技術(shù)。性能及用途。內(nèi)部原子（或離子）按一定幾何形狀有規(guī)則排列的固體。如天然金剛石、鉆石、水晶、氯化鈉、明礬等。 n 非晶體非晶體 ———— 原子排列無(wú)規(guī)則的固體。如玻璃、松香、石臘、棉花、木材等。n 空間點(diǎn)陣（晶格）空間點(diǎn)陣（晶格） ———— 將構(gòu)成晶體的實(shí)際質(zhì)點(diǎn)（原子或離子）抽象將構(gòu)成晶體的實(shí)際質(zhì)點(diǎn)（原子或離子）抽象為純粹的幾何陣點(diǎn)，并用直線連接起來(lái)構(gòu)成的三維空間格架。n 晶胞晶胞 ———— 能夠反映晶格特征的最小組成單元。圖 11 晶體中的原子堆垛剛球模型（ a）、晶格（ b）和晶胞（ c）示意圖 第一章第一章 材料的結(jié)構(gòu)與性能材料的結(jié)構(gòu)與性能7晶格參數(shù)晶格參數(shù) ———— 晶格的幾何特征可以用晶胞的三條棱邊長(zhǎng)晶格的幾何特征可以用晶胞的三條棱邊長(zhǎng) a、 b、 c和三條棱邊之間的夾角和三條棱邊之間的夾角 ?、 ?、 ? 六個(gè)參數(shù)來(lái)描述六個(gè)參數(shù)來(lái)描述 晶格常數(shù)晶格常數(shù) －－－－ a、 b、 c。等屬此種晶格。等屬此種晶格。等屬此種晶格。數(shù)。配位數(shù)越大，晶體中原子排列就越緊密。配位數(shù)大，則致密度亦大。晶胞的體積。晶面指數(shù)晶面指數(shù) 用以表示晶面的數(shù)字符號(hào)稱為晶面指數(shù)（用以表示晶面的數(shù)字符號(hào)稱為晶面指數(shù)（ hkl）。晶面指數(shù)的確定：晶面指數(shù)的確定：①① 設(shè)定一空間坐標(biāo)系，原點(diǎn)位于待定晶面之外。②② 求出待定晶面在各坐標(biāo)軸上的截距為：求出待定晶面在各坐標(biāo)軸上的截距為： 1 1 ∞ 、 1 1 。④④ 將截距的倒數(shù)化為最小整數(shù)，放在圓括號(hào)內(nèi)。 晶面、晶向及晶體的各向異性晶面、晶向及晶體的各向異性15晶面族晶面族 在同一種晶體結(jié)構(gòu)中，原子排列情況完全相同的一組晶在同一種晶體結(jié)構(gòu)中，原子排列情況完全相同的一組晶面，用面，用 {HKL}表示。如：{100}晶面族有：（ 100）、（ 010）和（ 001）晶面。16晶向族晶向族 原子排列情況相同但空間原子排列情況相同但空間位向不同的所有晶向，用位向不同的所有晶向，用 uvw表示表示 。個(gè)晶向。晶體中原子列所表示的方向。表示晶向的數(shù)字符號(hào)稱為晶向指數(shù)。設(shè)定一空間坐標(biāo)系，原點(diǎn)在待定晶向的一結(jié)點(diǎn)上。③③ 將坐標(biāo)值按比例化為最小整數(shù)：將坐標(biāo)值按比例化為最小整數(shù)： 00 210。將化好的整數(shù)記在方括號(hào)中。同的現(xiàn)象。性，而非金屬具有各向同性。際晶體，其各向異性就顯示不出來(lái)了。間的結(jié)合力大小不同有關(guān)。－－金屬內(nèi)部的晶格方位完全一致。－－多晶粒組成的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)。－－組成多晶體的外形不規(guī)則的小晶體。－－晶粒與晶粒間的界面。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。－－顯微鏡所觀察到的組織。－－晶粒內(nèi)存在的、相互間晶格位向差很小的晶塊。－－亞晶粒之間的界。包括：晶格空位、間隙原子和異類原子。某結(jié)點(diǎn)上沒(méi)有原子的結(jié)點(diǎn)稱為空位。位于晶格間隙之中的原子叫做間隙原子。類原子。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。主要是位錯(cuò)。包括：刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)。包括：刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)。晶粒與晶粒之間的接觸面。亞晶粒之間的邊界。晶界越多，晶粒越細(xì)，金屬的塑性變形能力越大，塑性越好。通過(guò)熔化或其他方法結(jié)合在一起所形成的具有金屬特性的物質(zhì)。組成合金最基本的獨(dú)立物質(zhì)。由兩個(gè)組元組成的合金稱為二元合金。有界面分開的均勻組成部分。特殊形態(tài)的組成部分。結(jié)構(gòu)與組元之一相同的固相。替代而形成的固溶體。溶質(zhì)與溶劑能以任何比例相互溶解的固溶體。素之間的相互