金属材料教案-金属的结晶

广东省技工学校文化理论课教案

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科目金属

材料

二章一节课题金属的晶体结构

授课

日期

9．14

课

时

1

班级12机电班

授

课方式讲授、分析、演示

作业

题数

2

拟

用

时

间

0.2

小

时

教学目的1、了解金属晶体结构的概念

2、掌握金属晶格的类型

选

用

教

具

挂

图

重

点金属晶格的类型

难

点

金属晶格的类型

教

学

回

顾

第一章内容。

审阅签名：年月日

共 3 页第 2 页导入：由初中所学的物理中，玻璃，松香等引入课题，提问学生，哪些是晶体，哪些是非晶体，然后提问晶体与非晶体的区分引入新课

新课

一、晶体与非晶体

1、晶体：凡原子呈有序、有规则的排例的物体。

非晶体：物质内部凡原子呈无序堆积状况的如松香沥查。

2、晶体与非晶体的区别：晶体有固定熔点非晶体没有。

二、晶体结构的概念

1、晶格和晶胞

晶格是由许多形状、大小相同的最小几何单元重复堆积而成的，能够完整地反映晶格特征的最小几何单元称为晶胞。

2、晶面和晶向

晶体中由一系列原子组成的平面称为晶面

通过两个或两个以上原子中心的直线，可代表晶格空间排列的一定方向，称为晶向

三、金属晶格的类型（画图表达让学生观看）

金属晶格的类型很多（正方晶系、立方晶系正交晶系、六方晶系）等但绝大多数（85%）金属属于以下三种晶格

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页

3、体心立方晶格

晶胞是一个立方体，原子位于立方体的八个顶角上和立方体中心原子位于立方体八

个顶角上的原子只有原子的1/8食欲此类型金属有a-Fe(a-铁) 钨（w）钼（Mo）洛（Cr）等。

4、面心立方晶格

晶胞也是立方体，原子位于立方体八个顶角和立方体六个面中心食欲这种类型有铝（Al;）铜(Cu)γ-Fe(γ-铁)等

5、密排六方晶格：晶胞是正六棱柱体，原子排列在柱体每个顶角上和上、下

底面中心，另外三个原子排在柱体内，属于这中类型金属有镁（Mg）锌（Zn）铍（Be）等。

小结

1、晶体与非晶体的区别

2、金属晶格的三种类型

布置作业

1、晶体与非晶体的区别（课堂）

2、P25 1，2（课外）

广东省技工学校文化理论课教案

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科目金属

材料

二章二节课题纯金属的结晶

授课

日期

9．14

课

时

1

班级12机电班

授

课方式讲授、分析、演示

作业

题数

拟

用

时

间

教学目的1、了解纯金属的结晶过程规律

2、理解金属结晶的过程

3、掌握晶粒大小对金属力学性能影响

选

用

教

具

挂

图

重

点金属的结晶过程

难

点

金属的结晶过程

教学回顾1、晶体与非晶体

2、晶格和晶胞

3、晶面和晶向

4、金属晶格的类型

审阅签名：年月日

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结晶

金属由原子不规则排列的液体转变为原子规则排列的固体的过程称为晶体（焊接过程）

一、纯金属的冷却曲线及过冷度

金属的结晶过程一般采用热分析法，热分析法是指将纯金属加热熔化成液体，然后缓慢冷却下来，在冷却过程中，每隔一定时间记录一次温度，将实验结果绘制成温度与时间关系曲线

实际中液体态金属总是冷却到理论结晶温度（T0）以下才开始结晶，实际结晶温度（T1）低于理论结晶温度（T0）的现象称“过冷现象”。两个温度之差称过冷度（ΔT=T0-T1）。金属结晶是过冷的大小与冷却速度有关，冷却速度越快金属实际结晶温度越低，过冷度就越大。

注：纯金属的过冷度不是一个恒定值，它的大小和方向取决于金属的性能和纯度，另一方面取决于冷却速度对同种溶液金属冷却速度越大过冷度也越大。

二、纯金属的结晶过程

形核（均匀形核和非均匀形核）与长大

1过程

将液态金属冷却到熔点以下某温度停留，液态金属并不立即开始结晶，而是经过一段孕育期后才能觉察，并在液体中形成一些极微小晶体，称为晶核。晶核形成后便不断长大，同时又有新的晶核形成和长大，这样不断长大形核，晶体不断

共 3 页第3 页长大，直至结晶过程完全完成。

金属结晶过程都是形核与长大过程，两者交错重叠进行，这是结晶过程遵循的基本规律。

2、晶界：晶粒与晶粒之间的分界面称为晶界。

3、晶粒：金属结晶后，形成外形不规则而内部原子排列规则的小晶体。

4、单晶体：金属结晶后，只有一个晶粒的晶体（性能各向异性）

5、多晶体：结晶后晶体是由许多位向不同的晶粒细成，其性能呈各向同性。

二、晶粒大小对金属力学性能的影响

金属的晶粒大小对金属的力学性能有一定影响，一般状态下细晶粒金属只有较高的强度和韧性

（如图表2-1）

1）细化晶粒的根本途径是：控制形核率及长大速度

常用细化晶粒的方法有：

1)增大过冷度

2)变质处理

3)振动处理

作业

1、细化晶粒的方法有哪些？（课堂）