工程材料復(fù)習(xí)提綱

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1、晶格常數(shù)晶胞原子數(shù)原子半徑致密度空隙半徑配位數(shù)代表性金屬體心立方晶格（胞）（B.C.C晶格）a=b=c,2體對(duì)角線的一半，68%8Mo、W、V、-Fe(<912℃）、Ti、Cr、Mn面心立方晶格（胞）(F.C.C.晶格)a=b=c,474%12Al,Cu,Ni,Au,Ag,-Fe（912℃~1394℃）,Mn,Co,Pt,Pb密排六方晶格（胞）（H.C.P.晶格）底面正六邊形，邊長(zhǎng)為a；兩底面之間距離為c；兩相鄰側(cè)面夾角為；側(cè)面垂直底面。674%12Mg,Cd(鎘),Zn,Be(鈹),Ti,Cr,Co1、三種常見金屬晶格及其特點(diǎn)（P12）相關(guān)概

2、念：（1）致密度：晶胞中所包含的原子所占有的體積與該晶胞體積之比（2）空隙半徑：在晶胞空隙中放入剛性球的最大半徑（3）配位數(shù)：晶格中與任一個(gè)原子相距最近且距離相等的原子數(shù)目關(guān)于密排面與密排方向見課本P17~P18，表格見P18。體心立方晶格：密排面{110},密排方向<111>面心立方晶格：密排面{111},密排方向<110>關(guān)于滑移系見課本Ｐ１０１。滑移面滑移方向滑移系體心立方晶格{110}6<111>212面心立方晶格{111}4<110>312密排六方晶格{0111}132、金屬結(jié)晶過程、動(dòng)力及影響結(jié)晶過程的主要因素，細(xì)化晶粒的措施金屬結(jié)

3、晶過程（Ｐ69）：包括兩個(gè)基本過程形核（自發(fā)、非自發(fā)）、長(zhǎng)大（平面、樹枝狀）液態(tài)金屬結(jié)晶條件（Ｐ67）：液態(tài)金屬要結(jié)晶，溫度必須低于理論結(jié)晶溫度T0，要有一定的過冷度ΔT，使金屬在液態(tài)和固態(tài)之間存在自由能差ΔF。液態(tài)金屬結(jié)晶的動(dòng)力（Ｐ68）：自由能差ΔF主要影響因素：冷卻速度、未熔雜質(zhì)細(xì)化鑄態(tài)金屬晶粒措施（Ｐ71）：增大過冷度、變質(zhì)處理、振動(dòng)、電磁攪拌3.金屬的塑性變形及再結(jié)晶過程，以及它們對(duì)組織及性能的影響。單晶體的塑性變形單晶體的塑性變形的基本方式有兩種：滑移和孿生。?1.滑移?P100滑移是晶體在切應(yīng)力的作用下，晶體的一部分沿一定的晶面(

4、滑移面)上的一定方向(滑移方向)相對(duì)于另一部分發(fā)生滑動(dòng)。金屬三種常見晶格的滑移系晶格體心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格?滑移面?{110}?6個(gè){111}?4個(gè){0001}?1個(gè)?每個(gè)滑移面上的滑移方向?<111>?2個(gè)?<110>?3個(gè)?3個(gè)滑移系6×2=124×3=121×3=3滑移特點(diǎn)：P100???（1）滑移只能在切應(yīng)力作用下才會(huì)發(fā)生，不同金屬產(chǎn)生滑移的最小切應(yīng)力(稱滑移臨界切應(yīng)力)大小不同。鎢、鉬、鐵的滑移臨界切應(yīng)力比銅、鋁的要大。????（2）滑移是晶體內(nèi)部位錯(cuò)在切應(yīng)力作用下運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。滑移并非是晶體兩部分沿滑移面作整體的相對(duì)滑動(dòng)

5、,而是通過位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。???（3）由于位錯(cuò)每移出晶體一次即造成一個(gè)原子間距的變形量，因此晶體發(fā)生的總變形量一定是這個(gè)方向上的原子間距的整數(shù)倍。????（4）滑移總是沿著晶體中原子密度最大的晶面(密排面)和其上密度最大的晶向(密排方向)進(jìn)行，這是由于密排面之間、密排方向之間的間距最大，結(jié)合力最弱。因此滑移面為該晶體的密排面，滑移方向?yàn)樵撁嫔系拿芘欧较?。一個(gè)滑移面與其上的一個(gè)滑移方向組成一個(gè)滑移系。如體心立方晶格中，（110）面和[111]晶向即組成一個(gè)滑移系?；葡翟蕉?，金屬發(fā)生滑移的可能性越大，塑性就越好?；品较?qū)扑鸬淖饔帽然?/p>

6、面大，所以面心立方晶格金屬比體心立方晶格金屬的塑性更好。2.孿生P101在切應(yīng)力作用下晶體的一部分相對(duì)于另一部分沿一定晶面(孿生面)和晶向(孿生方向)發(fā)生切變的變形過程稱孿生。發(fā)生切變、位向改變的這一部分晶體稱為孿晶。孿晶與未變形部分晶體原子分布形成對(duì)稱。孿生所需的臨界切應(yīng)力比滑移的大得多。孿生只在滑移很難進(jìn)行的情況下才發(fā)生。體心立方晶格金屬（如鐵）在室溫或受沖擊時(shí)才發(fā)生孿生。而滑移系較少的密排六方晶格金屬如鎂、鋅、鎘等,則比較容易發(fā)生孿生。多晶體的塑性變形P102再結(jié)晶P105變形后的金屬在較高溫度加熱時(shí)，由于原子擴(kuò)張能力增大，被拉長(zhǎng)（或壓扁

7、）、破碎的晶體通過重新生核、長(zhǎng)大變成新的均勻、細(xì)小的等軸晶。這個(gè)過程稱為再結(jié)晶。特點(diǎn)：變形金屬進(jìn)行再結(jié)晶后，金屬的強(qiáng)度、硬度明顯降低，而塑性和韌性大大提高，加工硬化現(xiàn)象被消除，此時(shí)內(nèi)應(yīng)力全部消失，物理、化學(xué)性能基本上恢復(fù)到變形以前的水平。再結(jié)晶生成的新的晶粒類型與變形前、變形后的晶格類型均一樣。塑性變形對(duì)金屬組織結(jié)構(gòu)的影響?P102（1）纖維組織形成（2）亞結(jié)構(gòu)形成（3）形變織構(gòu)產(chǎn)生?塑性變形對(duì)金屬性能的影響P103???（1）形變強(qiáng)化?金屬發(fā)生塑性變形,隨變形度的增大,金屬的強(qiáng)度和硬度顯著提高,塑性和韌性明顯下降。這種現(xiàn)象稱為加工硬化,也叫形

8、變強(qiáng)化。（2）產(chǎn)生各向異性?由于纖維組織和形變織構(gòu)的形成,使金屬的性能產(chǎn)生各向異性。（3）物理、化學(xué)性能變化?塑性變形可影響金屬的物理、化學(xué)性能。如使