晶体结构与结晶课件.pptx

晶体结构与结晶

第一节金属的晶体结构一、晶体与非晶体二、金属的晶体结构三、实际晶体结构四、晶体与机械性能的关系

第一节金属的晶体结构一、晶体与非晶体1.材料分类晶体：原子按一定规律重复排列非晶体：原子排列无规律2.晶体特点①天然规则外形②各向异性——同一性能在不同方向测试，结果不同③一定熔点

第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构球体模型点阵（晶格）晶胞（晶格常数）

第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构1.体心立方晶格2.面心立方晶格3.密排六方晶格

第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构1.体心立方晶格2.面心立方晶格3.密排六方晶格Cr、δ-Fe、α-Fe等

第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构1.体心立方晶格2.面心立方晶格3.密排六方晶格γ-Fe、Al、Cu、Au、Ag等

第一节金属的晶体结构二、金属的晶体结构1.体心立方晶格2.面心立方晶格3.密排六方晶格Mg、Zn、Be、α-Ti等

第一节金属的晶体结构三、实际晶体结构存在原子排列的不规则性——缺陷包括：点缺陷、线缺陷、面缺陷

第一节金属的晶体结构四、晶体结构与机械性能的关系1.晶格类型不同，性能不同如塑性：面心立方＞体心立方＞密排六方2.晶格类型相同，晶格常数不同，性能不同原子序数472913金属AgCuAl晶格常数4.093.614.05性能（强度）──────→低3.晶体内部缺陷↑，强度、硬度↑晶体缺陷→晶格畸变→塑性变形困难→强度↑

第二节金属的结晶一、结晶的概念二、结晶过程三、晶粒大小对性能的影响四、细化晶粒的方法五、同素异构转变

第二节金属的结晶一、结晶的概念1.结晶：液态→固态；固态1→固态22.冷却曲线：曲线a：理论结晶冷却曲线水平线段——结晶阶段T0——理论结晶温度曲线b：实际结晶冷却曲线Tn——实际结晶温度

第二节金属的结晶一、结晶的概念1.结晶：液态→固态；固态1→固态23.过冷与过冷度：过冷——实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。过冷度：△T＝T0－Tn冷速↑，Tn↓，△T↑结晶能力↑2.冷却曲线：

第二节金属的结晶二、结晶过程1.结晶过程：液态→固态；短程有序→有序T＜T0时晶核───→长大吸附周围原子同时新晶核─→长大同时…………

第二节金属的结晶二、结晶过程1.结晶过程：液态→固态；短程有序→有序2.结晶规律：晶核的形成与长大两个基本过程，它们是交替、同时进行的。

第二节金属的结晶三、晶粒大小对性能的影响1.单晶体与多晶体：单晶体——各向异性多晶体——伪各向同性2.晶粒大小对性能的影响：常温下，晶粒越细，强度、硬度越高，同时塑性、韧性越好。

第二节金属的结晶四、细化晶粒的方法1.思路：控制结晶过程①形核数↑②长大速度↓─→细化晶粒2.方法：①增加过冷度─→冷速↑△T↑结晶能力↑形核数↑②变质处理─→难熔颗粒─→充当晶核└─→阻止晶核长大③振动处理─→振动─→大晶核破裂─→细小晶核

第二节金属的结晶五、同素异构转变1.同素异构转变：——固态下，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。Lδ-Feγ-Feα-Fe1538℃1394℃912℃体心立方体心立方面心立方脆锡β白锡α灰锡161℃13℃斜方晶系体心立方金刚石型（松散）

第二节金属的结晶五、同素异构转变1.同素异构转变：2.同素异构转变的特点：①遵循结晶规律②过冷度△T大，转变时间长③晶格类型变化，导致性能变化——固态下，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。

第二节金属的结晶六、金属铸锭的组织特点1.表面细晶粒层2.柱状晶粒层3.中心粗大等轴晶粒层铸锭中的缺陷:1.缩孔与疏松2.偏析冒口

小结晶格类型、实际晶体结构性能结晶晶粒细化晶粒