金属材料及热处理-第一章

1、第一章 金属的结构与结晶11 金属的晶体结构12 纯金属的结晶13 观察结晶过程（实验）同时金属材料，哪个材料更硬一些？金刚石和石墨性能有很大的差异，这是为什么吗？结构决定性质11 金属的晶体结构一、晶体与非晶体二、金属的晶格类型 三、单晶体与多晶体 四、晶体的缺陷 一、晶体与非晶体一、晶体与非晶体非晶体气态液态固态晶体物质存在状态存在状态结构特点结构特点晶体和非晶体的对比晶体和非晶体的对比项目项目晶体晶体非晶体非晶体定义定义原子呈有序、有规则排列的物质 原子呈无序、无规则堆积的物质 性能性能特点特点具有规则的几何形状 有一定的熔点，性能呈各向异性 没有规则的几何形状 没有固定的熔点，性能呈各

2、向同性 典型典型物质物质石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精 玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶 二、金属的晶格类型二、金属的晶格类型 晶格类型晶格类型金属中原子排列的规律。 晶格晶格为了清楚地表示晶体中原子排列的规律，将原子简化为一个质点，再用假想的线将它们连接起来，形成一个能反映原子排列规律的空间格架。 晶胞晶胞晶格中能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。晶格与晶胞晶格与晶胞体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 三、单晶体与多晶体三、单晶体与多晶体 晶粒晶粒组成金属的小晶体。 晶界晶界由晶粒间不规则排列的原子构成。 单晶体和多晶体单晶体和多晶体四、晶体的缺陷四、晶体的缺陷 晶体缺陷晶

3、体缺陷由于各种原因，实际晶体中原子的规律排列受到干扰和破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性。常见的晶体缺陷常见的晶体缺陷12 纯金属的结晶*一、纯金属的结晶过程 二、晶粒大小对金属材料的影响 三、同素异构转变 结晶结晶金属从高温液体状态冷却凝固为原子有序排列的固体状态的过程。 结晶潜热结晶潜热结晶的过程中放出的热量。 一、纯金属的结晶过程一、纯金属的结晶过程 过冷度过冷度理论结晶温度和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差（T= T0 T1）。金属结晶时，冷却越快，其实际结晶的温度就越低，过冷度T也就越大。结晶冷却曲线结晶冷却曲线金金属属的的结结晶晶过过程程二、晶粒大小对

4、金属材料的影响二、晶粒大小对金属材料的影响 晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好。 形核率形核率单位时间、单位体积所形成的晶核数，用字母N表示。 细化晶粒的方法：细化晶粒的方法：（1）增加过冷度 （2）变质处理 （3）振动处理 三、同素异构转变三、同素异构转变 金属的同素异构转变金属的同素异构转变在固态下，金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象。 纯铁的冷却曲线纯铁的冷却曲线 19世纪末，著名物理家居里在实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。后来，人们把这个温度叫 “居里点”。 居里点也称居里温度或磁性转变点纯铁同素异构转变示意图13 观察结晶过程（实验）一、实验目的一、实验目的1通过观察透明盐类的结晶过程及组织特征，理解金属的结晶理论。2通过观察铸锭表面，建立金属晶体以树枝状形态成长的直观认识。 由于液态金属的结晶过程难以直接观察，而盐类也是晶体物质，其溶液的结晶过程和金属很相似，区别仅在于盐类是在室温下依靠溶剂蒸发使溶液过饱和而结晶，金属则主要依靠过冷，故完全可通过观察透明盐类溶液的结晶过程来了解金属的结晶过程。 二、实验原理二、实验原理三、实验器材三、实验器材1. 生物