第二章 金属材料的基础知识21~23 优质课件
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你知道每年被废弃的金属有多少吗?当看到人们随 意抛弃盛饮料的铝罐时，你有何感想?
目前，我国大多数垃圾均运到填埋区处理。像铅、 镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子， 污染土壤和地下水源。在潮湿的空气中，金属的氧化 和锈蚀也会污染土壤，危害生态环境。
重金属污染
重金属污染是指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、 废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属污染主 要来源于工业污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通 过废渣、废水、废气排入环境，并在人体和动植物体内富集，从而对环 境和人的健康造成很大的危害。例如，当汞进入人体后，会直接沉入肝 脏，对大脑、神经、视力的破坏极大;鎘可在人体的肾脏中积蓄，引起 泌细尿胞系，添统 特加的 别标功 是题能 胎变 儿化的;神铅经一系旦统进，入可人造体成就先很天难智排力除低，下能.直....为接了伤有害效人地的防脑 治重金属污染，2011 年4月初，国务院正式批复首个“十二五”专项 规划一一《 重金属污染综合防治“十二五”规划》，力求控制汞、铬、 镉、铅和类金属砷等5种重金属污染物的排放。
1.银是最佳的导热体，为什么银不宜用来制造煮食器皿?试说出2种原因。
2.为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制造，而不用纯锡制造?我们可
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金属材料相关知识(ppt66页)
4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
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切削工具材料的发展(1)
18世纪中期开始，大机器生产开始在欧洲出现。机器生 产少不了切削金属的刀具，可那时在欧洲，人们使用的 刀具，是英国人亨曼在1740年发明的，用坩埚冶炼的低 碳钢刀具。效率很低，严重影响了工业的飞速发展。
1820年，英国皇家学会受一把印度宝剑的启发，决定请 有名的物理学家法拉第出马，研制优质工具钢。但是， 法拉第对冶金并不精通，他只好采取逐个试验的办法进 行研究。他在钢铁中加过铜，加过锌，甚至加过金、银 ，还有金刚石，但都没有获得成功。用瞎子摸象的办法 研究了整整三年，法拉第还是没有看到成功的曙光。
4
古代炼铁方面的局限
虽说在上千年前，劳动人民就发明了百炼钢、炒 钢、团钢等钢铁生产技术，但这些炼钢方法都比 较复杂，质量很难保证，更是无法达到大规模生 产的水平。所以，直到19世纪前半叶，人类还是 在已经经历了2000多年的铁器时代里徘徊。
5
现代钢铁工业的开端（2）
• 贝塞麦从当时的炼钢方法——坩埚法的缺点，并加以 改造，发明了转炉炼钢法（通气方式由从上发展到从 下面通气）。
16
切削工具材料的发展(4)
到1898年，美国工人技师泰勒创造了一个奇迹。他想 研制一种耐高温的高速刀具钢。他分析了钨锰钢的成 分，认为钨是好的，熔点高达3380℃，受热肯定不会 变软，问题一定是出在熔点和硬度都不够高的锰身上。 泰勒思考了很久，决定采用铬取代锰。泰勒赶紧安排 试验冶炼含铬钨钢。经过一段时间的试验，合乎要求 的含铬钨钢炼出来了。新材料做的车刀的切削速度比 过去提高了5倍! 在这之后，泰勒又对钨铬钢刀做了不少改进，使它能 在五六百摄氏度下也不变软，切削速度达到每秒10米 (600米／分钟)，可与奥运会100米跑的冠军比一比速 度。
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切削工具材料的发展(1)
18世纪中期开始，大机器生产开始在欧洲出现。机器生 产少不了切削金属的刀具，可那时在欧洲，人们使用的 刀具，是英国人亨曼在1740年发明的，用坩埚冶炼的低 碳钢刀具。效率很低，严重影响了工业的飞速发展。
1820年，英国皇家学会受一把印度宝剑的启发，决定请 有名的物理学家法拉第出马，研制优质工具钢。但是， 法拉第对冶金并不精通，他只好采取逐个试验的办法进 行研究。他在钢铁中加过铜，加过锌，甚至加过金、银 ，还有金刚石，但都没有获得成功。用瞎子摸象的办法 研究了整整三年，法拉第还是没有看到成功的曙光。
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古代炼铁方面的局限
虽说在上千年前，劳动人民就发明了百炼钢、炒 钢、团钢等钢铁生产技术，但这些炼钢方法都比 较复杂，质量很难保证，更是无法达到大规模生 产的水平。所以，直到19世纪前半叶，人类还是 在已经经历了2000多年的铁器时代里徘徊。
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现代钢铁工业的开端（2）
• 贝塞麦从当时的炼钢方法——坩埚法的缺点，并加以 改造，发明了转炉炼钢法（通气方式由从上发展到从 下面通气）。
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切削工具材料的发展(4)
到1898年，美国工人技师泰勒创造了一个奇迹。他想 研制一种耐高温的高速刀具钢。他分析了钨锰钢的成 分，认为钨是好的，熔点高达3380℃，受热肯定不会 变软，问题一定是出在熔点和硬度都不够高的锰身上。 泰勒思考了很久，决定采用铬取代锰。泰勒赶紧安排 试验冶炼含铬钨钢。经过一段时间的试验，合乎要求 的含铬钨钢炼出来了。新材料做的车刀的切削速度比 过去提高了5倍! 在这之后，泰勒又对钨铬钢刀做了不少改进，使它能 在五六百摄氏度下也不变软，切削速度达到每秒10米 (600米／分钟)，可与奥运会100米跑的冠军比一比速 度。
第二章 金属材料基础PPT课件
18Fra bibliotek07.2020
The Fundamental of Metals
5
有时，术语 “晶格”常用于描述晶体结 构中； 此处“晶格”意味着与原子位置 或者球体中心一致的三维点的排列，在 这里原子或者离子被认为是有明确直径 的固体球。
18.07.2020
The Fundamental of Metals
c
βα b aγ
图 2.2 典型晶胞的几何形状
18.07.2020
The Fundamental of Metals
9
➢ a, b, c,α, β,γ——定义为晶体结构的晶格参数。
➢ a, b, c——三条棱长，单位是Å 或者 nm, 1nm=10 Å。
➢ α , β , γ ——三条棱边夹角。
➢ 在晶体学中，晶体的分类常常是根据晶胞的外形， 也就是棱长和棱边夹角进行的。因晶格形式和晶格 常数不同，可将所有的晶体分为7种晶系和14种晶格。
19
(c) 简化球表示的晶胞 图 2.3 体心立方晶体结构
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The Fundamental of Metals
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(a) 原子堆积表示 图 2.4 面心立方晶体结构
18.07.2020
The Fundamental of Metals
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(b) 硬球表示的晶胞 图 2.4 面心立方晶体结构
18.07.2020
The Fundamental of Metals
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(a) 原子堆积表示 图 2.3 体心立方晶体结构
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The Fundamental of Metals
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(b) 硬球表示的晶胞 图2.3 体心立方晶体结构
The Fundamental of Metals
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有时，术语 “晶格”常用于描述晶体结 构中； 此处“晶格”意味着与原子位置 或者球体中心一致的三维点的排列，在 这里原子或者离子被认为是有明确直径 的固体球。
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βα b aγ
图 2.2 典型晶胞的几何形状
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The Fundamental of Metals
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➢ a, b, c,α, β,γ——定义为晶体结构的晶格参数。
➢ a, b, c——三条棱长，单位是Å 或者 nm, 1nm=10 Å。
➢ α , β , γ ——三条棱边夹角。
➢ 在晶体学中，晶体的分类常常是根据晶胞的外形， 也就是棱长和棱边夹角进行的。因晶格形式和晶格 常数不同，可将所有的晶体分为7种晶系和14种晶格。
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(c) 简化球表示的晶胞 图 2.3 体心立方晶体结构
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The Fundamental of Metals
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(a) 原子堆积表示 图 2.4 面心立方晶体结构
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The Fundamental of Metals
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(b) 硬球表示的晶胞 图 2.4 面心立方晶体结构
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(a) 原子堆积表示 图 2.3 体心立方晶体结构
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(b) 硬球表示的晶胞 图2.3 体心立方晶体结构
金属材料介绍 ppt课件
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99
有色金属的分类
重金属 一般密度在4.5g/cm3以上，如铜、铅、锌等；
铜
铅
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锌
100
铜及铜合金焊接主要采用气焊、惰性气 体保护焊、埋弧焊、钎焊等方法。铜及铜合 金导热性能好，所以焊接前一般应先预热， 并采用大量能量焊接。气焊时，紫铜采用中 性焰或弱碳性化焰，黄铜则采用弱氧化焰， 以防止锌的蒸发。
彩色不锈钢板具有抗腐蚀性强、机械性能较高、彩色面层 经久不褪色、色泽随光照角度不同会产生色调变幻等特点， 而且彩色面层能耐200℃的温度，耐盐雾腐蚀性能比一般 不锈钢好，耐磨和耐刻划性能相当于箔层涂金的性能。当 弯曲90℃时，彩色层不会损坏。 彩色不锈钢板可用作厅堂墙板、天花板、电梯厢板、车箱 板、建筑装潢、招牌等装饰之用。采用彩色不锈钢板装饰 墙面，不仅坚固耐用，美观新颖，而且具有强烈的时代感。
不锈钢制品在建筑上可用做屋面、幕墙、门、窗、内 外墙饰面、栏杆扶手等。目前，不锈钢包柱被广泛用 于大型商场、宾馆和餐馆的入口、门厅、中厅等处， 在通高大厅和四季厅之中，也常被采用。这是由于不 锈钢包柱不仅是一种新颖的具有很高观赏价值的建筑 装饰手段，而且，由于其镜面反射作用，可取得与周 围环境中的各种色彩、景物交相辉映的效果。同时， 在灯光的配合下，还可形成晶莹明亮的高光部分，从 而有助于在这些共享空间中，形成空间环境中的兴趣 中心，对空间环境的效果起到强化、点缀和烘托的作 用。
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（4 ）不锈钢
（一）不锈钢的基本知识 1、定义
不锈钢是加铬元素为主并加其他元素的、具有优良不锈蚀牲 的合金钢，铬含量越高，钢的抗腐蚀性越好。通常铬含量为 12%以上，除铬外，不锈钢中还含有锰Mn、钛Ti、镍Ni、硅Si 等元素，这些元素都能影响不锈钢的强度、塑性、韧性和耐 蚀性。 不锈钢的耐腐蚀原理，是由于铬的性质比铁活泼，在不锈钢 中，铬首先与环境中的氧化合，生成一层与钢基材牢固结合 的致密氧化膜层，称作钝化膜，它能使合金钢得到保护，不 致锈蚀。
金属材料的机械性能-精品ppt课件.ppt
第二章 金属材料基础
机械(力学)性能: 在机械载荷（外力）作用下表现出来的特性。
主要指标有: 强度、塑性、硬度、冲击韧性(度)、 疲劳强度
2
在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
第二章 金属材料基础
0-0： 未加试验力时，压头与试件表面未接触 1-1： 加初试验力10kg时，压头从a压入至b 2-2： 加总试验力时，压头压入至c 3-3： 卸除主试验力，压头回复至d 保持规定时间： 测量残余压痕深度增量bd; 计算洛氏硬度值:
HRK bd 0.002
式中：K=100；金刚石压头。 K=130；淬火钢球压头。
100kg • HRC：1200金刚石圆锥体，总试验力
150kg ——应用最广
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在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
特点： 优点 ：测试简便、迅速、因压痕小、不损伤零 件，适合成品检验。 缺点 测得的硬度值重复性较差，需在不同的 部位测量数次。 适用范围：用于测定硬质材质（20－70 HRC）
即表示该材料可能经受无 数次应力循环而仍不发生 疲劳断裂，这个应力叫做 疲劳强度极限。。
用应力循环基数表示：
钢为107
非铁合金为108
在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
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在 日 常 生 活 中，随 处都可 以看到 浪费粮 食的现 象。也 许你并 未意识 到自己 在浪费 ，也许 你认为 浪费这 一点点 算不了 什么
机械工程材料课件(ppt)
晶体与非晶体的区别
内部原子的排列是否有规则； 晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点； 晶体具有各向异性，而非晶体呈各向同性。
晶体 非晶体
第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 1.金属晶体结构的基本概念
第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 1.金属晶体结构的基本概念 晶格—假设通过原子结点的中心划出许多空间直线所形成的空间格架。 晶胞—能反映晶格特征的最小组成单元。 晶格常数—晶胞的三个棱边的长度a,b,c
晶格常数：底面边长a， 底面间距c， c/a=1.633 原子半径：a/2 原子个数：6 配位数：12 致密度：0.74 常见金属： Be、Mg、Zn、Cd、 - Ti等
密排六方晶格
r四=0.29 r原子 r八=0.15 r原子
r四=0.225 r原子 r八=0.414 r原子
r四=0.225 r原子 r八=0.414 r原子
第二章 金属材料的基础知识
机械工程材料课件 (ppt)
SDUST
机械工程材料
优选机械工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ材料课件
第一节 金属的晶体结构 第二节 合金的相结构 第三节 纯金属的结晶 第四节 合金的结晶 第五节 铁-碳合金相图
第一节 金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 晶体：凡内部原子呈规则排列的物质称为晶体。
非晶体：凡内部原子无规则排列的物质称为非晶体。
α-Fe等
体心立方晶格
第一节 金属的晶体结构
二、金属的晶体结构
2.典型的晶体结构
面心立方晶格
晶格常数：a(a=b=c) 原子半径： 原子个数：4 配位数：12 致密度：0.74 常见金属： -Fe、Cu、Al、Ni、Au、 Ag、Pt等
面心立方晶格
第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 2.典型的晶体结构 密排六方晶格
内部原子的排列是否有规则； 晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点； 晶体具有各向异性，而非晶体呈各向同性。
晶体 非晶体
第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 1.金属晶体结构的基本概念
第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 1.金属晶体结构的基本概念 晶格—假设通过原子结点的中心划出许多空间直线所形成的空间格架。 晶胞—能反映晶格特征的最小组成单元。 晶格常数—晶胞的三个棱边的长度a,b,c
晶格常数：底面边长a， 底面间距c， c/a=1.633 原子半径：a/2 原子个数：6 配位数：12 致密度：0.74 常见金属： Be、Mg、Zn、Cd、 - Ti等
密排六方晶格
r四=0.29 r原子 r八=0.15 r原子
r四=0.225 r原子 r八=0.414 r原子
r四=0.225 r原子 r八=0.414 r原子
第二章 金属材料的基础知识
机械工程材料课件 (ppt)
SDUST
机械工程材料
优选机械工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ材料课件
第一节 金属的晶体结构 第二节 合金的相结构 第三节 纯金属的结晶 第四节 合金的结晶 第五节 铁-碳合金相图
第一节 金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 晶体：凡内部原子呈规则排列的物质称为晶体。
非晶体：凡内部原子无规则排列的物质称为非晶体。
α-Fe等
体心立方晶格
第一节 金属的晶体结构
二、金属的晶体结构
2.典型的晶体结构
面心立方晶格
晶格常数：a(a=b=c) 原子半径： 原子个数：4 配位数：12 致密度：0.74 常见金属： -Fe、Cu、Al、Ni、Au、 Ag、Pt等
面心立方晶格
第一节 金属的晶体结构 二、金属的晶体结构 2.典型的晶体结构 密排六方晶格
《金属材料》课件
《金属材料》PPT课件
《金属材料》是一门关于金属材料基本概念、性质和应用的课程。本课件将 为您介绍金属材料的重要性和用途，以及其在工业生产中的作用。
第一部分：引言
本部分将简要介绍课程内容，目第二部分：金属材料的结构与性质
金属的原子结构
了解金属的原子结构对理解金属材料的性质至 关重要。
金属材料的物理性质
探索金属材料的热导性、导电性和磁性等物理 性质。
晶体结构与晶体缺陷
晶体结构和晶体缺陷直接影响金属材料的力学 和物理性质。
金属材料的力学性质
了解金属材料的强度、韧性和塑性等力学性质。
第三部分：金属材料的加工和制备
金属材料的加工方式
介绍金属材料的各种加工方式， 如锻造、铸造和冲压。
热处理技术
金属材料在工业生产中的 应用案例
通过实际案例，了解金属材料在 工业生产中的重要作用。
第五部分：金属材料的发展趋势
1
金属材料的发展历程
回顾金属材料的历史发展，从古代冶金
金属材料未来的发展方向
2
到现代工艺。
展望金属材料未来的发展趋势，如轻质
化和高强度化。
3
金属材料的新材料与新技术
介绍金属材料领域新兴的材料和技术， 如纳米材料和3D打印。
讨论金属材料的热处理方法， 如退火、淬火和回火。
金属材料的制备技术
探索金属材料的制备技术，如 合金化和粉末冶金。
第四部分：金属材料的应用
金属材料的应用范围
金属材料的特点与优缺点
了解金属材料在制造业、建筑业 和航空航天业等领域的广泛应用。
探索金属材料的优点，如强度和 导电性，以及其缺点，如腐蚀和 重量。
总结
在本课程中，我们详细了解了金属材料的基本概念、性质和应用，以及它们 在工业生产中的重要作用。希望本次课程能够给大家带来新的启发和对金属 材料的深入认识。
《金属材料》是一门关于金属材料基本概念、性质和应用的课程。本课件将 为您介绍金属材料的重要性和用途，以及其在工业生产中的作用。
第一部分：引言
本部分将简要介绍课程内容，目第二部分：金属材料的结构与性质
金属的原子结构
了解金属的原子结构对理解金属材料的性质至 关重要。
金属材料的物理性质
探索金属材料的热导性、导电性和磁性等物理 性质。
晶体结构与晶体缺陷
晶体结构和晶体缺陷直接影响金属材料的力学 和物理性质。
金属材料的力学性质
了解金属材料的强度、韧性和塑性等力学性质。
第三部分：金属材料的加工和制备
金属材料的加工方式
介绍金属材料的各种加工方式， 如锻造、铸造和冲压。
热处理技术
金属材料在工业生产中的 应用案例
通过实际案例，了解金属材料在 工业生产中的重要作用。
第五部分：金属材料的发展趋势
1
金属材料的发展历程
回顾金属材料的历史发展，从古代冶金
金属材料未来的发展方向
2
到现代工艺。
展望金属材料未来的发展趋势，如轻质
化和高强度化。
3
金属材料的新材料与新技术
介绍金属材料领域新兴的材料和技术， 如纳米材料和3D打印。
讨论金属材料的热处理方法， 如退火、淬火和回火。
金属材料的制备技术
探索金属材料的制备技术，如 合金化和粉末冶金。
第四部分：金属材料的应用
金属材料的应用范围
金属材料的特点与优缺点
了解金属材料在制造业、建筑业 和航空航天业等领域的广泛应用。
探索金属材料的优点，如强度和 导电性，以及其缺点，如腐蚀和 重量。
总结
在本课程中，我们详细了解了金属材料的基本概念、性质和应用，以及它们 在工业生产中的重要作用。希望本次课程能够给大家带来新的启发和对金属 材料的深入认识。
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三、面缺陷
实际晶体中的缺陷
概念：是指晶体中在二维方向上尺寸很大，而在另一维方向上尺寸很 小的晶体缺陷。 类型：主要包括晶体的外表面、堆垛层错、晶界、亚晶界、孪晶界和 相界面等。
1. 晶界
晶界是多晶体中晶粒与晶粒之间 的交界面，由于各晶粒中原子排列方 式相同（如都是体心立方），只是晶 格位向不同，因此晶界实际上是不同 位向晶粒之间的过渡层。该过渡层有 一定的厚度，为了同时适应两侧不同 位向晶粒的过渡，而使过渡层处的原 子总是不能规则排列，产生晶格畸变， 所以它是晶体中的一种重要的面缺陷。
区域，按其几何尺寸特征，可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。
晶粒（单晶体）
一、点缺陷
实际晶体中的缺陷
1.点缺陷的概念 晶体中在X,Y,Z三维方 置换原子
向上尺寸都很小的晶体缺陷。
空位
置换 原子
2. 点缺陷的类型 空位；间隙原子（有
同类和异类之分）；置换原 子（有大小之分）；复合空 位。
复合空位
间隙原子
是大量金属原子结合成固体时，彼此失去最外层 子电子（过渡族元素也失去少数次外层电子）， 成为正离子，而失去的外层电子穿梭于正离子之 间，成为公有化的自由电子云或电子气，而金属 正离子与自由电子云之间的强烈静电吸引力（库 仓引力），这种结合方式称为金属键。
播放
暂停
以金属键方式结合，从而使金属材料具有以下特征：
第二章 金属材料的基础知识
金属的特 性
与非金属相比，固态金属具有它独特的性能， 如良好的导电性、导热性、延展性（塑性变形 能力）和金属光泽。
思考
这些是金属独有的特性么？能否据此来区 分金属与非金属呢？
不是
1. 有的非金属也可能表现出上述某些特性： 如：石墨能导电 金刚石导热 无机化合物的金属光泽；
蜂蜡、玻璃、橡胶
液体
金属的晶体结构
z
c
a
x
y b
d 晶胞
a 原子堆垛模型
b 空间点阵
c 晶格（晶体点阵）
金属的晶体结构
空间点阵
将晶体内部的原子（离子）或原子群（离子群）抽象为无 数点子按一定的方式在空间做有规则的周期性分布，这些几何点 子的总体称为空间点阵，这些点称为阵点或节点。
晶格（晶体点阵）
致密度：0.74
配位数：12 （c/a=1.633时）
实际晶体中的缺陷
理想晶体：是指晶体中原子严格地成完全规则和完整的排列，在每 个晶格结点上都有原子排列而成的晶体。如理想晶胞在三维空间重 复堆砌就构成理想的单晶体。
实际晶体：多晶体+晶体缺陷 晶体缺陷：是晶体内部存在的一些原子排列不规则和不完整的微观
2. 各种金属晶体之间，这些特征的差别也很大： 鈈、锰的导电能力比银、铜相差近百倍 锑、铬、钒等金属是一种“脆性”金属。
因此，只根据以上的一些特性来区分金属和 非金属是不够充分的。
金属为何具有上述这些特性呢？
主要是与金属原子的内部结构以及原子间的结合方式有关
金属键 金属键是金属原子之间的结合键，它
体心立方晶胞 Z
c
a
2r
a
2a
b
Y
金属的晶体结构
晶格常数：a=b=c； ===90
晶胞原子数： 2
原子半径： 3a
4
致密度：0.68 配位数：8
X
面心立方晶格
金属的晶体结构
晶胞的八个顶角上和六个面上各有一个原子。 属于这种晶体结构的纯金属有 Fe、Al、Cu、Ag、 Pb、Ni等。
良好的导电、导热性： 自由电子定向运动（在电场作用下）导电、（在热场作用下）导热。
不透明，有光泽： 自由电子容易吸收可见光，使金属不透明。自由电子吸收可见光
后由低能轨道跳到高能轨道，当其从高能轨道跳回低能轨道时，将吸 收的可见光能量辐射出来，产生金属光泽。
具有延展性（塑性变形能力）： 金属键没有方向性和饱和性，所以当金属的两部分发生相对位移
致密度 晶胞中原子本身所占的体积与晶胞体积之比。
金属的晶体结构
常见的金属晶体结构
工业上常用的金属绝大多数具有比较简单的晶体结构， 其中最典型的为以下三种：
（1）体心立方晶格 （2）面心立方晶格 （3）密排六方晶格
体心立方晶格
金属的晶体结构
在立方晶胞的八个顶角上各有一个原子，在体中心 有一个原子，每个原子与空间点阵中的一个阵点相对应。 属于这种晶体结构的纯金属有α- Fe、Cr、Mo、W、V等。
用一系列假想的平行直线将空间点阵的阵点联结起来，形 成的空间网络称为空间格子，也称晶格。
晶胞
为了研究空间点阵的排列特点，从点阵中取出一个反映点 阵特征的基本单元（通常是一个平行六面体）作为其组成单元， 这个平行六面体称为晶胞。
晶面 通过原子中心的平面
Z
c b
a
X
晶向 通过原子中心的直线所指的方向
Z
• 位错密度 ：单位体积中位错线的总长度，或单位面积上位错线 的根数，单位cm-2
• 位错线附近的原子偏离了平衡位置,使晶格发生了畸变,对晶体的 性能有显著的影响。
• 实验和理论研究表明:晶体的强度和位错密度有如图的对应关系, • 在晶体中位错密度很高时,其强度很高。提高位错密度是金属强
化的重要途径之一。
时，其结合键不会被破坏，从而具有延展性。
第一节 金属的晶体结构 1）晶体与非晶体
2）金属的晶体结构 3）晶面和晶向及其表示方法 4）金属晶体的特点
晶体：
晶体与非晶体
材料中的原子（离子、分子）在三维空间呈规则，周期性排列。
非晶体：
原子无规则堆积，也称为 “过冷液体”。
晶体 金刚石、NaCl、冰
非晶体
二、线缺陷
实际晶体中的缺陷
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
线缺陷的概念: 晶体中在一维方向上尺寸很大，而在另外二维方向上
的尺寸很小的晶体缺陷，它的主要形式是位错。 位错
是晶体中一列或若干列原子，发生某种有规律的错排 现象。 位错的类型:刃型位错 螺型位错
刃位错
刃型位错示意图
实际晶体中的缺陷
刃位错
实际晶体中的缺陷
螺型位错示意图
c
Y
b
a
Y
X
描述金属晶体结构的一些重要概念
金属的晶体结构
晶一胞个原晶胞子内数所含的原子数目。注意相邻晶胞的共有原子的计算方法
原子半径 晶胞中最近邻的两个原子（原子密度最大的方向）之间
（平衡）距离的一半。 配位数
晶格中和某一原子相邻的原子数目称为配位数。 （晶格中与任一原子处于相等距离并相距最近的原子数目）
金属的晶体结构
Z
c
b
Y
a
X 面心立方晶胞
晶格常数：a=b=c； ===90
晶胞原子数： 4
原子半径： 2a
4
致密度：0.74 配位数：12
密排六方晶格 Mg、Zn 、Be等
金属的晶体结构
晶格常数 底面边长a 底面间距c 侧面间角120 侧面与底面夹角90 晶胞原子数：6
原子半径：a/2