金属工艺学第二章

第2章金属材料基础知识

金属与合金的组织结构金属与合金的结晶本章要点

金属材料的力学性能与其内部组织结构密切相关。改变金属材料的组织结构，能改变其性能。因此，了解金属材料的组织结构及其变化规律，对于掌握金属材料及其性能很有必要。金属与合金的组织结构（1）体心立方晶格。1金属的晶体结构和组织1．金属的晶体结构

（2）面心立方晶格。（3）密排六方晶格。2．金属的组织

整个晶体内部的晶格排列方位完全一致的晶体，称为单晶体。实际应用的金属并非单晶体，而是由许多晶格类型相同、但晶格的排列方位不同的单晶体组成的多晶体（如图2-6所示）。借助显微镜所观察到的金属材料内部的微观形貌图像，称为金属的显微组织。纯金属的显微组织均为由若干外形不规则的小晶体组成的多晶体组织（如图2-7所示），其中每个小晶体称为晶粒，晶粒间的界面称为晶界。3．金属的晶体缺陷（1）点缺陷。（2）线缺陷。（3）面缺陷。合金的相结构和组织1．压力1．合金的基本相结构（1）固溶体

金属或非金属原子溶入另一种金属晶格中形成的合金固相，称为固溶体。在固溶体中，保持原有晶格的组元称为溶剂，被溶入的组元称为溶质。例如，在碳原子溶入α-Fe晶格形成的固溶体中，α-Fe为溶剂，碳为溶质；在锌原子溶入铜晶格形成的固溶体中，铜为溶剂，锌为溶质。1．压力1．合金的基本相结构（2）金属化合物

金属化合物是由合金组元间相互作用而形成的具有金属特性的化合物。其主要特征是：具有与其组成组元不同的新的复杂晶格；一般具有一定的化学成分，可用化学分子式表示其组成，如Fe3C、CuZn等；其性能一般表现为熔点高、硬度高而脆性大。1．压力力2．合金金的组织织合金的组组织由上上述基本本相组成成，主要要有单相相组织和和多相组组织两大大类：由由同一种种基本相相组成的的组织，，称为单单相组织织；由两两种或两两种以上上的基本本相组成成的组织织，称为为多相组组织。金属与合金的结晶1金属的结结晶1．金属结晶晶的过冷现象象晶体的熔点T0是表示其结结晶与熔化的的平衡温度，，如0℃是水水结晶成冰或或冰溶化为水水的平衡温度度。显然，液液体金属只有有冷至平衡温温度T0以下，才能能完全结晶，，故其实际结结晶温度T1低于平衡温温度T0。1金属的结结晶2．金属的结结晶过程金属的结晶过过程是通过晶晶核的形成与与长大形成多多晶体的转变变过程（如图图2-14所所示）：首先先在液态金属属中形成一些些很小的金属属晶体作为结结晶的核心（（晶核），然然后晶核不断断长大，如此此不断地从液液态金属中形形成新的晶核核并长大，直直至全部液态态金属结晶完完成为止，最最终形成由许许多晶粒组成成的多晶体。。3．晶粒大小小的控制（1）晶粒大大小对金属性性能的影响。。（2）细化晶晶粒的措施。。①提高冷却速速度。②加入不熔微微粒。2合金的结结晶与金属的结晶晶相比，合金金的结晶要复复杂得多：其其结晶过程多多需在某一温温度范围内进进行，并伴随随有液相和固固相的成分变变化；结晶产产物除单相组组织外，还有有多相组织；；而某些合金金结晶后的固固相组织在继继续冷却过程程中，还会发发生组织转变变。因此，合合金的结晶需需要借助试验验测定的合金金状态图来进进行研究。最最为常用的状状态图是二元元合金状态图图，它表示二二元合金在平平衡条件（即即缓慢加热或或缓慢冷却））下成分、温温度与相或组组织关系的图图形。对此，，将结合铁碳碳合金状态图图在后面的相相关章节中进进行介绍。9、静夜四四无邻，，荒居旧旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。21:54:2121:54:2121:5412/29/20229:54:21PM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。12月-2221:54:2121:54Dec-2229-Dec-2212、故人江海海别，几度度隔山川。。。21:54:2121:54:2121:54Thursday,December29,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2221:54:2121:54:21December29,202214、他他乡乡生生白白发发，，旧旧国国见见青青山山。。。。29十十二二月月20229:54:21下下午午21:54:2112月月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月229:54下下午12月-2221:54December29,202216、行动出成果果，工作出财财富。。2022/12/2921:54:2121:54:2129December202217、做前，能能够环视四四周；做时时，你只能能或者最好好沿着以脚脚为起点的的射线向前前。。9:54:21下下午9:54下下午21:54:2112月-229、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、很多事情情努力了未未必有结果果，但是不不努力却什什么改变也也没有。。。21:54:2121:54:2121:5412/29/20229:54:21PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2221:54:2221:54Dec-2229-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。21:54:2221:54:2221:54Thursday,December29,202213、不知香积积寺，数里里入云峰。。。12月-2212月-2221:54:2221:54:22December29,202214、意意志志坚坚强强的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥块块一一样样任任意意揉揉捏捏。。29十十二二月月20229:54:22下下午午21:54:2212月月-2215、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。十二月229:54下下午12月-2221:54December29,202216、少少年年十十五五二二十十时时，，步步行行夺夺得得胡胡马马骑骑。。。。2022/12/2921:54:2221:54:2229December202217、空山新新雨后，，天气晚晚来秋。。。9:54:22下午午9:54下午午21:54:2212月-229、杨柳散和和风，青山山澹吾虑。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、阅读一切好好书如同和过过去最杰出的的人谈话。21:54:2221:54:2221:5412/29/20229:54:22PM11、越越是是没没有有本本领领的的就就越越加加自自命命不不凡凡。。12月月-2221:54:2221:54Dec-2229-Dec-2212、越是是无能能的人人，越越喜欢欢挑剔剔别人人的错错儿。。21:54:2221:54:2221:54Thursday,December29,202213、知人者智，，自知者明。。胜人者有力力，自胜者强强。12月-2212月-2221:54:2221:54:22December29,202214、意意志志坚坚强强的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥块块一一样样任任意意揉揉捏捏。。29十十二二月月20229:54:22下下午午21:54:2212月月-2215、最具具挑战战性的的挑战战莫过过于提提升自自我。。。十二月月229:54下下午午12月月-2221:54December29,202216、业余生活要要有意义，不不要越轨。2022/12/2921:54:2221:54:2229December202217、一个人人即使已已登上顶顶峰，也也仍要自自强不息息。9:54:22下午午9:5