工材2-1（第二章金属）.ppt

(1)体心立方晶格?-Fe、Cr、W、V等二十余种。 (2)面心立方晶格γ-Fe、Al、Cu、Ni、Au、Ag、Pb等二十余种。 晶粒：多晶体中的小晶体晶界：晶粒与晶粒的交界  多晶体具有各向同性 (伪各向同性) 2.1.2 金属的晶体缺陷与强化 金属的晶体内部原子的错排称金属的晶体缺陷，与金属性能变化有直接关系。 (1)点缺陷 点缺陷是指三维空间中，三个方向上尺寸都很小的缺陷。 点缺陷造成金属晶格畸变引起性能变化（一般使强度、硬度提高） (2)线缺陷 线缺陷是指在两个方向上尺寸很小，在另一方向上尺寸较大的缺陷。 位错在晶体中的移动会使金属塑性变形容易进行。 但当位错密度增加到一定程度时，使位错移动困难又会使金属的强度提高，这种现象称为： 晶界：晶粒与晶粒之间的交界 。  亚晶界：亚晶粒之间的交界（在一个晶粒内部又存在位向差只有几十分到1°～2°的小晶块，称为亚晶粒）。 通过细化晶粒，增加晶界面积提高金属强度的方法。 必须指出，这种强化与位错强化不同，晶界强化不仅使金属强度提高，还使塑性、韧性得到改善。 2. 金属的结晶过程 不断的形核与核长大 3. 晶粒度及其控制 晶粒度即是晶粒大小的等级， 常用单位体积内晶粒数目表示。 Z ∝√N/G细化晶粒的主要方法是： (1)增大过冷度 N↗↗ G↗ (2)变质处理（孕育处理） (3)振动搅拌 变质处理 4. 金属的同素异构转变 重结晶与结晶的区别： 1.新的晶核往往在原晶界上形成； 2.固态转变需要较大的过冷度； 3.会产生体积变化，引起较大的内应力。 1. 固溶体 合金各组元在液态下互相溶解，结晶为固态后仍然保持溶解状态的合金相，称为固溶体。 (1)置换固溶体 (2)间隙固溶体 2. 金属化合物 弥散强化： 在固态合金中，还存在着机械混合物。 机械混合物是由两种或两种以上的相（固溶体或者金属化合物）混合而成的。组成混合物的各相仍保持原来晶格类型与性能。 机械混合物的整体性能则取决于各组成相的性能以及它们各自的形状、数量、大小及分布情况。 组织形态：机械混合物的组成相、各组成相之间的比例、以及它们各自的形状、数量、大小及分布情况。  金属晶体的塑性变形，是由于晶体中存在着位错，位错中心的原子位移引起了位错运动，大量的位错运动引起晶体滑移的结果。 ◆不同位向的晶粒之间先后进行滑移,相互协调。 硬化原因： 主滑移面减少，亚晶界面积和位错密度增加。从而导致变形阻力增大，变形能力减小。  ⑵金属中出现纤维组织后性能出现各向异性。 (2)再结晶T再 =0.4T熔 (T为绝对温度)金属的畸变晶粒经过形核与长大重新变为新的等轴晶粒，性能又恢复到变形前的状态。 金属化合物以弥散粒子作为第二强化相使金属强度、硬度提高的现象。 弥散度越高，金属强度、硬度越高。由于第二强化相粒子很小，对合金的塑性、韧性影响较小 ?2.2 塑性变形和强化 2.2.1 金属的塑性变形及其对金属组织性能的影响 塑性变形外力去除后不能恢复的永久性变形。 0. 单晶体的塑性变形（正应力） 晶格 弹变 断裂 1. 单晶体的塑性变形（切应力） 在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分产生滑动,称为滑移。发生滑移的晶面称为滑移面。 晶格 弹变 弹塑变 塑变 τ τ τ τ 滑移是由位错在滑移面上的运动。 1’ 3’ 4’ 5’ 6’ 6 5 4 3 2 1 2’ 5 6 6’ 5’ 4 4’ 3 2 1 1’ 2’ 3’ 1 2 3 4 5 6 6’ 5’ 4’ 3’ 2’ 1’ 1 2 3 4 5 6 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 1 2 3 4 5 6 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ ———塑变的实质！ s s A 2. 多晶体的塑性变形 特点： ◆晶粒越细，变形抗力就越大。 ◆晶粒越细，塑性提高。 在常温下金属塑性变形后，内部组织将发生变化。晶粒及晶界杂质沿着变形最大的方向伸长，其显微组织