金属学及热处理--实际金属的晶体结构.ppt

§1—3 实际金属的晶体结构
一、多晶体和亚组织
㈠概念
1、单晶体—把晶体看成是由原子按一定的几何规律作周期性排列而成的,即晶体内部的晶格位向是完全一致的晶体,这样的晶体称为单晶体。实际使用的工业金属材料,即使体积很小,其内部仍包含了许多颗粒状的小晶体,每个小晶体内部的晶格位向是一致的,而各个小晶体彼此间的位向都不同。
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2、晶粒—外形不规则的小晶体。
3、晶界—晶粒与晶粒之间的界面。
4、多晶体—实际上由许多晶粒组成的晶体。
5、显微组织或金相组织—晶粒尺寸很小,如:钢铁材料的晶粒一般在10-1~10-3mm左右,故只有在金相显微镜下才能观察到这种金属组织。
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㈡晶体的各向异性
当晶体内部的晶格位向完全一致而形成理想状态下的单晶体时,该晶体必然具有各向异性的特征,但实际金属是多晶体,表现各向同性。
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亚组织——在实际金属晶体的一个晶粒内部,其晶格也并不象理想晶体那样完全一致,而是存在着许多尺寸更小,位向差也很小的小晶块,它们相互镶嵌成一颗晶粒,这些小晶块称亚组织。
亚晶界——两相邻亚组织间的边界。
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二、晶体的缺陷
实际晶体中,原子排列不完整,偏离理想分布的结构区域称为晶体的缺陷。这种局部存在的晶体缺陷,对金属的性能影响很大。
晶体缺陷按尺寸可分为:点缺陷、线缺陷、面缺陷
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1、点缺陷(图)
空位和间隙原子:位于点阵上的原子并非静止的,而是以其平衡位置为中心作热振动,总有一些原子的能量大到足以克服周围原子对它的束缚作用,就可以脱离其原来的平衡位置,而迁移到别处,结果,在原来的位置的上的出现了空结点,称为空位。
形成空位的同时,产生了间隙原子,这种不占有正常的晶格位置而处在晶格空隙之间的原子称为间隙原子。
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点缺陷的产生使其产生了晶格畸变,晶格畸变将晶体性能发生改变,如强度,硬度和电阻增加。
2、线缺陷-位错(图)
位错-晶体中,某处有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。
①刀刃位错——在晶体的某一水平面上,多出一个垂直原子面ABCD,这个多原子面像刀刃一样切入晶体,使晶体上、下两部分的原子发生了错排现象。
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②螺旋位错-原子平面被畸变成了螺旋面。
③位错密度:

V-晶体的体积
S-体积为V的晶体中位错线的总长度。
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上一级
晶须
3、 面缺陷
⑴晶界:多晶体中两个相邻晶粒间的位向差大多在30°~40°,原子排列成无规则的过渡层。
⑵亚晶界:是由一系列刃型位错所形成的小角晶界。亚组织越细,金属的屈服强度越高。
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