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)概念：（1）致密度：晶胞中所

2、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?；泼婊品较蚧葡刁w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)晶過程（Ｐ69）：包括兩個(gè)基本過程形核（自發(fā)、非自發(fā)

3、）、長大（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(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

4、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?；撇⒎鞘蔷w兩部分沿滑移面作整體的相對(duì)滑動(dòng),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

5、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)樵撁嫔系拿芘欧较颉Ｒ粋€(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。滑移系越多，金屬發(fā)生滑移的可能性越大，塑性就越好。滑移方向?qū)扑鸬淖饔帽然泼娲?，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

6、)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（或壓扁）、破碎的晶體通過重新生核、長大變成新的均勻、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，

7、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