工程材料復習提綱

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1、晶格常數晶胞原子數原子半徑致密度空隙半徑配位數代表性金屬體心立方晶格(胞)(B.C.C晶格)a=b=c,2體對角線的一半,68%8Mo、W、V、-Fe(<912℃)、Ti、Cr、Mn面心立方晶格(胞)(F.C.C.晶格)a=b=c,474%12Al,Cu,Ni,Au,Ag,-Fe(912℃~1394℃),Mn,Co,Pt,Pb密排六方晶格(胞)(H.C.P.晶格)底面正六邊形,邊長為a;兩底面之間距離為c;兩相鄰側面夾角為;側面垂直底面。674%12Mg,Cd(鎘),Zn,Be(鈹),Ti,Cr,Co1、三種常見金屬晶格及其特點(P12)相關概

2、念:(1)致密度:晶胞中所包含的原子所占有的體積與該晶胞體積之比(2)空隙半徑:在晶胞空隙中放入剛性球的最大半徑(3)配位數:晶格中與任一個原子相距最近且距離相等的原子數目關于密排面與密排方向見課本P17~P18,表格見P18。體心立方晶格:密排面{110},密排方向<111>面心立方晶格:密排面{111},密排方向<110>關于滑移系見課本P101。滑移面滑移方向滑移系體心立方晶格{110}6<111>212面心立方晶格{111}4<110>312密排六方晶格{0111}132、金屬結晶過程、動力及影響結晶過程的主要因素,細化晶粒的措施金屬結

3、晶過程(P69):包括兩個基本過程形核(自發(fā)、非自發(fā))、長大(平面、樹枝狀)液態(tài)金屬結晶條件(P67):液態(tài)金屬要結晶,溫度必須低于理論結晶溫度T0,要有一定的過冷度ΔT,使金屬在液態(tài)和固態(tài)之間存在自由能差ΔF。液態(tài)金屬結晶的動力(P68):自由能差ΔF主要影響因素:冷卻速度、未熔雜質細化鑄態(tài)金屬晶粒措施(P71):增大過冷度、變質處理、振動、電磁攪拌3.金屬的塑性變形及再結晶過程,以及它們對組織及性能的影響。單晶體的塑性變形單晶體的塑性變形的基本方式有兩種:滑移和孿生。?1.滑移?P100滑移是晶體在切應力的作用下,晶體的一部分沿一定的晶面(

4、滑移面)上的一定方向(滑移方向)相對于另一部分發(fā)生滑動。金屬三種常見晶格的滑移系晶格體心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格?滑移面?{110}?6個{111}?4個{0001}?1個?每個滑移面上的滑移方向?<111>?2個?<110>?3個?3個滑移系6×2=124×3=121×3=3滑移特點:P100???(1)滑移只能在切應力作用下才會發(fā)生,不同金屬產生滑移的最小切應力(稱滑移臨界切應力)大小不同。鎢、鉬、鐵的滑移臨界切應力比銅、鋁的要大。????(2)滑移是晶體內部位錯在切應力作用下運動的結果?;撇⒎鞘蔷w兩部分沿滑移面作整體的相對滑動

5、,而是通過位錯的運動來實現的。???(3)由于位錯每移出晶體一次即造成一個原子間距的變形量,因此晶體發(fā)生的總變形量一定是這個方向上的原子間距的整數倍。????(4)滑移總是沿著晶體中原子密度最大的晶面(密排面)和其上密度最大的晶向(密排方向)進行,這是由于密排面之間、密排方向之間的間距最大,結合力最弱。因此滑移面為該晶體的密排面,滑移方向為該面上的密排方向。一個滑移面與其上的一個滑移方向組成一個滑移系。如體心立方晶格中,(110)面和[111]晶向即組成一個滑移系?;葡翟蕉?,金屬發(fā)生滑移的可能性越大,塑性就越好。滑移方向對滑移所起的作用比滑移

6、面大,所以面心立方晶格金屬比體心立方晶格金屬的塑性更好。2.孿生P101在切應力作用下晶體的一部分相對于另一部分沿一定晶面(孿生面)和晶向(孿生方向)發(fā)生切變的變形過程稱孿生。發(fā)生切變、位向改變的這一部分晶體稱為孿晶。孿晶與未變形部分晶體原子分布形成對稱。孿生所需的臨界切應力比滑移的大得多。孿生只在滑移很難進行的情況下才發(fā)生。體心立方晶格金屬(如鐵)在室溫或受沖擊時才發(fā)生孿生。而滑移系較少的密排六方晶格金屬如鎂、鋅、鎘等,則比較容易發(fā)生孿生。多晶體的塑性變形P102再結晶P105變形后的金屬在較高溫度加熱時,由于原子擴張能力增大,被拉長(或壓扁

7、)、破碎的晶體通過重新生核、長大變成新的均勻、細小的等軸晶。這個過程稱為再結晶。特點:變形金屬進行再結晶后,金屬的強度、硬度明顯降低,而塑性和韌性大大提高,加工硬化現象被消除,此時內應力全部消失,物理、化學性能基本上恢復到變形以前的水平。再結晶生成的新的晶粒類型與變形前、變形后的晶格類型均一樣。塑性變形對金屬組織結構的影響?P102(1)纖維組織形成(2)亞結構形成(3)形變織構產生?塑性變形對金屬性能的影響P103???(1)形變強化?金屬發(fā)生塑性變形,隨變形度的增大,金屬的強度和硬度顯著提高,塑性和韌性明顯下降。這種現象稱為加工硬化,也叫形

8、變強化。(2)產生各向異性?由于纖維組織和形變織構的形成,使金屬的性能產生各向異性。(3)物理、化學性能變化?塑性變形可影響金屬的物理、化學性能。如使

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