金属材料与热处理课件ppt课件

c 晶格
晶胞在三维空间的重复排列，构成点阵。 P
z
c
a
x
y b
d 晶胞
二、 金属晶体典型结构
布拉菲在1948年根据“每个阵点 环境相同”的要求，用数学分析 法证明晶体的空间点阵只有14种， 称为布拉菲点阵，分属7个晶系。
晶系 三斜晶系 单斜晶系
斜方晶系 正方晶系 菱方晶系 六方晶系 立方晶系
延展性和金属光泽。 固体: 晶体和非晶体。 绝大多数金属与合金都是晶体。
晶体：原子在空间呈有规则的周期性重复排 列。
金属原子间的键合特点
金属键
共有价电子→电子 云→键无方向性和
饱和性
晶体与非晶体最本质的区别在于：
（1）晶体的原子、离子、分子等质点是 规则排列，
而非晶体中这些质点是无规则堆积在一起的。
(2)以晶向上的任一原子作为坐标原点，找出 该晶向上另一原子的坐标值，并化为最小整数。 (或者从座标原点引一条平行于待测晶向的直线 )
(3) [u v w]
晶向族─ 同一种晶体结构中空间位向不同，但原子
排列情况相同的一系列晶向。< u v w > <100> ：[100]、[010]、[001]、[100]、[010] [001]。 <110>：[110]、[101]、[011]、[110]、[101]、[011]
晶胞所含原子数、v′为单个原子体积、V为晶胞体积。
§1.2 金属晶体典型结构 体心立方晶格参数
Cr、V、 Mo、W和 α-Fe等30 多种
§1.2 金属晶体典型结构 体心立方晶格参数
§1.2 金属晶体典型结构 体心立方晶格参数
bcc 晶体结构特征分析： 1、点阵参数a=b=c α =β =γ =90°
§1.2 金属晶体典型结构 面心立方晶格参数
§1.2 金属晶体典型结构 面心立方晶格参数
a
fcc 晶体结构特征： 1 点阵参数：a=b=c α = β =γ 2 晶胞原子数： N=3+1=4 3 原子半径 r=√2a/4 4 配位数= 12 5 致密度= nv/V=(4×3πr3/4)/a3=0.74
此时 d=a，r=a/2。 4、配位数=12 5、致密度=0.74
Z
X3 X1
X2
金属中常见的三种晶体结构特征小结（P5）
结构类型 晶胞原 晶格常数 原子半 配位数 致密度
子数
径
体心立方 2
a √3a/4
8
0.68
面心立方 4
a
√2a/4
12
0.74
密排六方 6
a，c
a/2
12
0.74
四、晶向指数和晶面指数 晶向─在晶体点阵中，由阵点组成的任一直线，
γ－Fe(912~1394℃)、Cu、Ni、Al、Ag 等
(三)密排六方结构 金属有：Zn、Mg、Be、α -Ti、α -Co等 晶体结构特征： 1、点阵参数：a1=a2=a3=a，α 1=α 2=α 3=1200 平面轴X1、X2、X3和Z轴的夹角=9OO Z轴的单位长度=c，一般用a、c两个量来度量。 2、晶胞原子数 N=Ni+Nf/2+Nc/6=3+2/2+12/6=6 3、原子半径：当c/a=1.633时，三层原子紧挨着，
a 原子堆垛模型
2、晶格、空间点阵、晶胞 将原子、离子等抽象为几何的点。
空间点阵：几何点(原子)在空间排列的阵列。 晶 格：几何点(原子)排列的空间格架。
晶 胞：晶格中体积最小，对称性最高的平行六 面体。是能代表原子排列形式特征的最小几何单元。 点阵参数：点阵常数 a, b, c；
棱间夹角 α ,β ,γ 。
如在立方晶系中：
{100}晶面族包括(100)、(010)、(001)、 (100)、(010)、(001)。
{111}晶面族包括(111)、(111)、(111)、(111)、 (111)、(111)、(111). (111)
2、晶胞中原子数=1+8×1/8=2
3、原子半径 r = √3 /4 a
4、8 配位数越大，原子排列越紧密。
Ba
C
a
A
D
2a
A
C
a
a
F
G
E H
E
F
5、致密度=晶胞中所含原子占体积的总和/晶胞体积 = n·V原子/V晶胞
§1.2 金属晶体典型结构 面心立方晶格参数
Al、Cu、 Ni和γ-Fe 等约20种
代表着晶体空间内的一个方向，称为晶向。 晶面─在晶体点阵中，由阵点所组成的任一平
面，代表着晶体的原子平面，称为晶面。 1 晶向指数 晶向指数─用数字符号定量地表示晶向，这种数
字符号称为晶向指数。
晶向指数的标定方法： (1) 确定坐标系，对立方晶系选用三轴直角坐
标系，X、Y、Z 轴互相垂直，以晶格常数a、b、 c 作为三个轴的单位长度。
2 晶面指数─用数字符号定量地表示晶面
晶面指数标定方法 (1)以晶胞的三条互相垂直的棱边为座标轴X、Y、Z，
坐标原点0应位于待定晶面之外。 (2)以晶格常数为单位求出待定晶面在各轴上的截距。 (3)取各截距的倒数，最小整数化， ( h k l )
晶面族─晶面指数的数字相同，但排列顺序不同的 一系列晶面。原子排列完全相同。用{ h k l } 表示。
轴(棱边)之间的夹角
三种 典型 晶体 结构
体心立方 面心立方 密排六方
原子半径 原子半径是指晶胞中原子密度最大方向相邻两原子之间距离的
一半。
晶胞中所含原子数 晶胞中所含原子数是指一个晶胞内真正包含的原子数目。
配位数 是指在晶体结构中，与任一原子最近邻且等距离的原子数。
致密度 是指晶胞中原子所占体积分数，即K = n v′/ V 。式中，n为
第一章 金属的晶体结构与结晶
• 金属的特性和金属键；晶体与非晶体； • 金属晶体结构是决定性能的内在基本因素之一； • 实际晶体中晶体缺陷普遍存在，对金属的许多性质，尤其
是力学性能有着重大的影响； • 纯金属结晶过程； • 晶粒细化对提高金属材料力学性能的显著作用，凝固时细
化晶粒的来自百度文库径和方法。
金属 ── 金属键结合。 具有正的电阻温度系数、导电性和导热性、
天然晶体的外形对称性。
非晶体
（2）晶体具有明显、固定的熔点。如蜂蜡铁、的玻璃熔点等。为 1538℃ ，铜的熔点为1083℃ 。
液体
（3）晶体有各向异性。 金属是晶体，晶体学理论研究金属的内部结构。
一、 晶体学简介 1 晶体结构模型 理想晶体中，原子规则排列，原子在空间周期性
地重复，每个原子具有相同的环境。 假设：原子为固定不动的刚性小球。