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1、Page 1 第一节第一节 金属的晶体结构金属的晶体结构物质由原子组成。原子的结物质由原子组成。原子的结合方式和排列方式决定了物合方式和排列方式决定了物质的性能。质的性能。原子、离子、分子之间的结原子、离子、分子之间的结合力称为合力称为结合键结合键。它们的具。它们的具体组合状态称为体组合状态称为结构结构。自然界中的固态物质按其原自然界中的固态物质按其原子（或分子、离子）的聚集子（或分子、离子）的聚集状态状态可分为可分为晶体晶体和和非晶体非晶体两两大类大类。 C60金属的晶体结构金属的晶体结构Page 2晶体：晶体：原子（原子团或离子）在三维空间按一定原子（原子团或离子）在三维空间按一定规则周规
2、则周期性重期性重复排列复排列的固体。的固体。如固态金属、钻石、冰等。如固态金属、钻石、冰等。晶体晶体具有具有各向异性各向异性。非晶体：非晶体：原子（原子团或离子）原子（原子团或离子）在三维空间中在三维空间中无规则无规则排排列的列的物质物质，也称为玻璃态。如松香、玻璃、塑料等。，也称为玻璃态。如松香、玻璃、塑料等。金金刚刚石石晶晶格格SiO2非晶态非晶态金属的晶体结构金属的晶体结构Page 3石石墨墨及及其其晶晶格格金金刚刚石石及及其其晶晶格格组成成分相同，但晶体结构不同的两种晶体，其性能不同！组成成分相同，但晶体结构不同的两种晶体，其性能不同！金属的晶体结构金属的晶体结构Page 4SiO2
3、的结构的结构在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。金属的晶体结构金属的晶体结构Page 5晶体能自发地形成晶体能自发地形成多面体多面体外形外形晶体有晶体有确定确定的熔点的熔点晶体是晶体是各向异性各向异性的的晶体能对晶体能对X射线产生射线产生衍射效应衍射效应。 晶体的特征：晶体的特征： 金属的晶体结构金属的晶体结构Page 6（一）金属中原子的结合方式（一）金属中原子的结合方式在金属晶体中，金属原子失去在金属晶体中，金属原子失去价电子后成为正离子价电子后成为正离子, , 所有价电子所有价电子成为自由电子并为整个原子集团所成为自由电子并为整个原子集团所公有公有,
4、, 所有自由电子围绕所有原子所有自由电子围绕所有原子核运动，形成电子云，金属正离子核运动，形成电子云，金属正离子沉浸在电子云中，并依靠与自由电沉浸在电子云中，并依靠与自由电子之间的静电作用而使金属原子结子之间的静电作用而使金属原子结合起来形成金属晶体。这种原子结合起来形成金属晶体。这种原子结合方式称为合方式称为金属键。金属键。金属的晶体结构金属的晶体结构Page 7（二）晶体学基础（二）晶体学基础把晶体中每个原子抽象成一个点，用直线连接，构成的空把晶体中每个原子抽象成一个点，用直线连接，构成的空间格架称为间格架称为晶格晶格。组成晶格的最小几何组成单元是组成晶格的最小几何组成单元是晶胞晶胞。a
5、a、b b、c c是是晶格常数晶格常数，单位是单位是1010-10-10m(m() )； 晶胞各边夹角以晶胞各边夹角以 、b b及及 表示。表示。caX b b b YZ原子排列模型原子排列模型晶晶 格格 晶晶 胞胞简单立方晶体简单立方晶体金属的晶体结构金属的晶体结构Page 8在晶体中，由一系列原子所组成的平面称为在晶体中，由一系列原子所组成的平面称为晶面晶面，任意两个原子之间连线所指的方向称为任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向晶向。为了确定晶向、晶面在晶体中的空间位向，就需要为了确定晶向、晶面在晶体中的空间位向，就需要引入一个统一的规则来标志它们，这种统一的标志，引入一个统一的规则来标
6、志它们，这种统一的标志，叫做叫做晶向指数晶向指数和和晶面指数晶面指数。国际上通用的是密勒。国际上通用的是密勒（Miller）指数。指数。（二）晶体学基础（二）晶体学基础金属的晶体结构金属的晶体结构Page 9（三）常见的金属晶格（三）常见的金属晶格体心立方体心立方BCC(body-center cubic)面心立方面心立方 FCC(face-centered cubic)密排六方密排六方HCP(hexagonal close-packed)模型模型晶胞原子数晶胞原子数密排面密排面金属的晶体结构金属的晶体结构Page 10（1）体心立方晶格 （BCC）晶格常数为晶格常数为a (a=b=c)，致密
7、度为，致密度为68%晶胞原子数为晶胞原子数为2属于这种晶格类型的金属有属于这种晶格类型的金属有 - Fe（912以下纯铁）、以下纯铁）、铬（铬（Cr）、钨（）、钨（W）、钼（）、钼（Mo）、钒（）、钒（V） 等。等。 模型模型 晶胞晶胞 晶胞原子数晶胞原子数金属的晶体结构金属的晶体结构Page 11体心立方晶格的参数体心立方晶格的参数金属的晶体结构金属的晶体结构Page 12 模型模型 晶胞晶胞 晶胞原子数晶胞原子数晶格常数为晶格常数为a (a=b=c)，致密度为，致密度为74%晶胞原子数为晶胞原子数为4 4属于这类晶格的金属有属于这类晶格的金属有 - Fe（9121394的纯铁）、的纯铁）、
8、铜（铜（Cu）、铝（）、铝（Al）、镍（）、镍（Ni）等。）等。 （2）面心立方晶格 （FCC）金属的晶体结构金属的晶体结构Page 13面心立方晶格的参数面心立方晶格的参数金属的晶体结构金属的晶体结构Page 14晶胞是一个六方柱体，柱体的上下底面六个角及中心各晶胞是一个六方柱体，柱体的上下底面六个角及中心各有一个原子有一个原子,柱体中心还有三个原子，致密度为柱体中心还有三个原子，致密度为74%晶胞原子数为晶胞原子数为6属于这种晶格类型的金属有镁属于这种晶格类型的金属有镁(Mg)、锌、锌(Zn)、铍、铍(Be)、镉镉(Cd)等。等。 模型模型 晶胞晶胞 晶胞原子数晶胞原子数（3）密排六方晶格
9、 （HCP）金属的晶体结构金属的晶体结构Page 15密排六方晶格的参数密排六方晶格的参数12的最近原子是的最近原子是12个个金属的晶体结构金属的晶体结构Page 16金属中常见晶格类型的基本参数金属中常见晶格类型的基本参数晶格类型晶格类型体心立方（体心立方（bcc）面心立方（面心立方（fcc）密排六方（密排六方（hcp）晶胞结构晶胞结构晶胞常数晶胞常数晶胞内原子晶胞内原子数数原子半径原子半径致密度致密度配位数配位数典型金属典型金属 abc9090 abc 9090 ab c/a1.6331.633 9090 ,1201200.680.740.7481212-Fe、Mo、W、V、Cr、-Ti-
10、Fe、Al、Cu、Ni、Au、AgMg、Cd、Zn、Be、Ca、-TiPage 17 （四）单晶体与多晶体（四）单晶体与多晶体结晶方位完全一致的晶体，称为结晶方位完全一致的晶体，称为单晶体单晶体。 通常使用的金属都是由很多小晶体组成的，这些小晶体内部的晶格位通常使用的金属都是由很多小晶体组成的，这些小晶体内部的晶格位向是均匀一致的，而它们之间，晶格位向却彼此不同，这些外形不规则的向是均匀一致的，而它们之间，晶格位向却彼此不同，这些外形不规则的颗粒状小晶体称为颗粒状小晶体称为晶粒晶粒。每一个晶粒相当于一个单晶体。晶粒与晶粒之间。每一个晶粒相当于一个单晶体。晶粒与晶粒之间的界面称为的界面称为晶界晶
11、界。这种由许多晶粒组成的晶体称为。这种由许多晶粒组成的晶体称为多晶体多晶体。单晶体单晶体多晶体多晶体晶粒晶粒晶界晶界金属的晶体结构金属的晶体结构Page 18单晶体举例单晶体举例食食盐盐晶晶体体Page 19天然水晶天然水晶Page 20雪花雪花Page 21单晶冰糖单晶冰糖Page 22多晶体举例多晶体举例来来自自外外太太空空的的陨陨石石Page 23沙子沙子Page 24金属金属Page 25陶瓷陶瓷Page 26 晶体中各晶面和晶向上的原子排列方式和密度不同，晶体中各晶面和晶向上的原子排列方式和密度不同，导致同一晶体的不同晶面和晶向上的各种性能也不同，这导致同一晶体的不同晶面和晶向上的各
12、种性能也不同，这种现象称为种现象称为各向异性各向异性。111方向上，方向上，弹弹性模量性模量E=290000Mpa ；001方向上，方向上，弹弹性模量性模量E=135000Mpa -Fe 单单晶体，晶体，BCC（五）单晶体的各向异性（五）单晶体的各向异性金属的晶体结构金属的晶体结构Page 27 单晶体具有单晶体具有各向异性各向异性的特征。但工业上的特征。但工业上实际应用的金属材料，因为属于多晶体，一实际应用的金属材料，因为属于多晶体，一般不具有各向异性的特征。如工业纯铁在任般不具有各向异性的特征。如工业纯铁在任何方向上其弹性模何方向上其弹性模量量E均均为为2.1105MPa。 （五）单晶体的
13、各向异性（五）单晶体的各向异性金属的晶体结构金属的晶体结构Page 28 通常使用的金属都是由很多小晶体组成的，这些小晶体内部的晶格位通常使用的金属都是由很多小晶体组成的，这些小晶体内部的晶格位向是均匀一致的，而它们之间，晶格位向却彼此不同，这些外形不规则的向是均匀一致的，而它们之间，晶格位向却彼此不同，这些外形不规则的颗粒状小晶体称为颗粒状小晶体称为晶粒晶粒。每一个晶粒相当于一个单晶体。晶粒与晶粒之间。每一个晶粒相当于一个单晶体。晶粒与晶粒之间的界面称为的界面称为晶界晶界。这种由许多晶粒组成的晶体称为。这种由许多晶粒组成的晶体称为多晶体多晶体。多晶体结构多晶体结构单晶体单晶体多晶体多晶体晶粒
14、晶粒晶界晶界 （六）实际金属结构（六）实际金属结构金属的晶体结构金属的晶体结构Page 29纯铁的显微组织照片纯铁的显微组织照片多晶体示意图多晶体示意图多晶体金属中的多晶体金属中的各晶粒位向紊乱各晶粒位向紊乱，其各向异性，其各向异性显显示不出来，示不出来，使多晶体呈使多晶体呈现现各向同性各向同性，这这种状种状态态也称也称为为“伪伪同向性同向性”。在在显显微微镜镜下下观观察到的各种晶粒的形察到的各种晶粒的形态态、大小和分布情况、大小和分布情况，称称为为“显显微微组织组织”。晶粒大小晶粒大小对对材料性能影响很大。材料性能影响很大。常温下，晶粒越小，材料常温下，晶粒越小，材料的的强强度越高，塑性、度
15、越高，塑性、韧韧性越好性越好。多晶体结构多晶体结构金属的晶体结构金属的晶体结构Page 30晶格的不完整部位称晶格的不完整部位称晶体缺陷晶体缺陷。实际金属中存在着大量的晶体缺陷，实际金属中存在着大量的晶体缺陷，按形状可分三类，即按形状可分三类，即点、线、面缺陷点、线、面缺陷。晶体缺陷晶体缺陷 （六）实际金属结构（六）实际金属结构金属的晶体结构金属的晶体结构Page 31点缺陷点缺陷是指在晶体空间中，其长、宽、高尺寸都很是指在晶体空间中，其长、宽、高尺寸都很小（相当于原子尺寸）的一种缺陷。小（相当于原子尺寸）的一种缺陷。晶体的点缺陷主要包括三种形式：晶体的点缺陷主要包括三种形式：空位空位、置换原
16、子置换原子和和间隙原子间隙原子。 （1）点缺陷金属的晶体结构金属的晶体结构Page 32点缺陷可促使周围原子发生靠拢或撑开的现象点缺陷可促使周围原子发生靠拢或撑开的现象，从而造成从而造成晶格畸变晶格畸变。空位空位间隙原子间隙原子小置换原子小置换原子大置换原子大置换原子 （1 1）点缺陷）点缺陷 晶格畸变晶格畸变金属的晶体结构金属的晶体结构Page 33线缺陷是晶体中呈线状分布的缺陷，具体形线缺陷是晶体中呈线状分布的缺陷，具体形式是各种类型的式是各种类型的位错位错。最简单的类型是最简单的类型是刃型位错刃型位错，也就是，也就是一个完整一个完整晶体某晶面以上的某处多出半个原子面，该晶体某晶面以上的某
17、处多出半个原子面，该晶面象刀刃一样切入晶体，这个多余原子面晶面象刀刃一样切入晶体，这个多余原子面的边缘就是刃型位错。的边缘就是刃型位错。刃型位错刃型位错螺型位错螺型位错 （2）线缺陷 金属的晶体结构金属的晶体结构Page 34晶体中位错的量可用位错线长度来表示。晶体中位错的量可用位错线长度来表示。位错密度位错密度是指单位体积中位错线的总长度，单位为是指单位体积中位错线的总长度，单位为cm/cm3或或 cm-2。退火金属中位错密度一般为。退火金属中位错密度一般为 106108cm-2 左右。左右。透射电镜下钛合金中的位透射电镜下钛合金中的位错线错线( (黑线黑线) )高分辨率电镜下的刃型位错高分
18、辨率电镜下的刃型位错（白点为原子）（白点为原子） （2）线缺陷 位错密度金属的晶体结构金属的晶体结构Page 35面缺陷面缺陷主要指金属中的主要指金属中的晶界晶界、亚晶界亚晶界等。等。晶界晶界是相邻两晶粒间不同晶格方位的过渡区，使该区域内是相邻两晶粒间不同晶格方位的过渡区，使该区域内原子排列不整齐，偏离其平衡位置，产生晶格畸变。金属原子排列不整齐，偏离其平衡位置，产生晶格畸变。金属晶体中多数晶粒间晶体中多数晶粒间位向差在位向差在3040 之间之间。晶界示意图晶界示意图1Cr17 不锈钢的多晶体不锈钢的多晶体 （3）面缺陷 晶界金属的晶体结构金属的晶体结构Page 36亚晶粒亚晶粒是组成晶粒的是
19、组成晶粒的尺寸很小尺寸很小，位向差也很小位向差也很小(1 2 )的的小晶块（或称小晶块（或称“亚结构亚结构”）。亚晶粒之间的交界面称）。亚晶粒之间的交界面称亚晶亚晶界界。亚晶界的原子排列也不规则，也产生晶格畸变。亚晶界的原子排列也不规则，也产生晶格畸变。亚晶界示意图亚晶界示意图Cu-Ni 合金中的亚结构合金中的亚结构 （3）面缺陷 亚晶界金属的晶体结构金属的晶体结构Page 37 使实际金属的强度远远小于理想金属使实际金属的强度远远小于理想金属晶界处位错密度高，使其局部强度晶界处位错密度高，使其局部强度 硬度硬度对实际金属来说，晶体缺陷越多（尤其位错）对实际金属来说，晶体缺陷越多（尤其位错）
20、强度强度 硬度硬度 塑性塑性 韧性韧性 金属的晶体结构金属的晶体结构Page 38 滑移的实质：位错在切应力作用下运动的结果滑移的实质：位错在切应力作用下运动的结果金属的晶体结构金属的晶体结构Page 39物质由液态转变为固态的过程称为物质由液态转变为固态的过程称为凝固凝固。如果凝固后得到晶体，这种凝固过程就称为如果凝固后得到晶体，这种凝固过程就称为结晶结晶。玻璃制品玻璃制品水晶水晶一、结晶的概念一、结晶的概念 第二节第二节 金属的结晶金属的结晶Page 40一、结晶的概念一、结晶的概念冷却曲线冷却曲线通过热分析法，将液态金属放在坩埚中及其缓慢冷却，可通过热分析法，将液态金属放在坩埚中及其缓慢
21、冷却，可得到金属结晶时温度与时间的关系曲线，称为得到金属结晶时温度与时间的关系曲线，称为冷却曲线冷却曲线。金属的结晶金属的结晶金属冷却曲线的测定金属冷却曲线的测定Page 41一、结晶的概念一、结晶的概念理论结晶温度理论结晶温度曲线上水平阶段是由于结晶时放出曲线上水平阶段是由于结晶时放出结晶潜热结晶潜热补偿了冷却时散失补偿了冷却时散失的热量引起的，即的热量引起的，即结晶在恒温下进行结晶在恒温下进行。纯金属都有一个纯金属都有一个理论结晶温度理论结晶温度Tm（熔点熔点或或平衡结晶温度平衡结晶温度）。）。在该温度下在该温度下, 液体和晶体处于液体和晶体处于动平衡状态动平衡状态。结晶只有在。结晶只有在
22、Tm以下以下的实际结晶温度下的实际结晶温度下Tn才能进行。才能进行。时间时间 TTmTn温度温度Page 42一、结晶的概念一、结晶的概念过冷过冷液态金属在理论结晶温度以下开始结晶的现象称液态金属在理论结晶温度以下开始结晶的现象称过冷过冷。理论结晶温度与实际结晶温度的差理论结晶温度与实际结晶温度的差 T称为称为过冷度过冷度 T= Tm Tn过冷度大小与冷却速度有关，过冷度大小与冷却速度有关，冷速越大，过冷度越大冷速越大，过冷度越大。过冷是金属结晶的必要条件过冷是金属结晶的必要条件。TmPage 43二、金属的结晶过程二、金属的结晶过程金属的结晶包括两个基本过程：金属的结晶包括两个基本过程：形核
23、形核与与长大长大。 结晶过程示意图结晶过程示意图 由于有序原子集团的尺寸很小，所以把由于有序原子集团的尺寸很小，所以把液态液态金属结构金属结构的特点概括为近程有序。温度降低，这的特点概括为近程有序。温度降低，这些近程有序的原子集团（又称为些近程有序的原子集团（又称为晶胚晶胚）尺寸会增）尺寸会增大；当具备结晶条件时，大于一定尺寸的晶胚就大；当具备结晶条件时，大于一定尺寸的晶胚就会成为会成为晶核晶核。晶核的出现就意味着结晶开始晶核的出现就意味着结晶开始了。了。 气态结构气态结构 液态结构液态结构 固态结构固态结构 Page 44金属结晶的微观过程金属结晶的微观过程:Page 45金属结晶的金属结晶
24、的微观过程微观过程（1）形核形核从液体中形成具有一定临界尺寸的从液体中形成具有一定临界尺寸的小晶体小晶体(晶核晶核)的过程的过程（2）长大长大晶核由小变大长成晶粒的过程晶核由小变大长成晶粒的过程实际金属最终形成多晶体实际金属最终形成多晶体注：注：单个晶粒由形核单个晶粒由形核长大长大多个晶粒形核与长大交错重叠多个晶粒形核与长大交错重叠*当只有一个晶核时当只有一个晶核时单晶体单晶体*晶核越多，最终晶粒越细晶核越多，最终晶粒越细Page 46形核方式形核方式分为：分为：均匀形核均匀形核(自发形核、均质形核自发形核、均质形核)：依靠稳定的原子集团依靠稳定的原子集团相起伏相起伏非均匀形核非均匀形核(非自
25、发形核、异质形核非自发形核、异质形核)：晶核依附于液态金属中现成的微小固相杂质晶核依附于液态金属中现成的微小固相杂质质点的表面形成。质点的表面形成。二、金属的结晶过程二、金属的结晶过程Page 47l形核方式形核方式自发形核（均质形核）自发形核（均质形核）非自发形核（非均质形核）非自发形核（非均质形核）金属的结晶金属的结晶Page 48液固界面类型液固界面类型小平面界面小平面界面非小平面界面非小平面界面光滑界面光滑界面:液固界面截然分开液固界面截然分开粗糙界面粗糙界面:液固界面液固界面犬牙交错犬牙交错 金属多为粗糙界面金属多为粗糙界面Page 49光滑界面光滑界面有两种机制：有两种机制：（1）
26、二维晶核长大机制）二维晶核长大机制速度很慢速度很慢（2）晶体缺陷长大机制）晶体缺陷长大机制结构上存在台阶时结构上存在台阶时如螺型位错如螺型位错速度较速度较（1）快）快二、金属的结晶过程二、金属的结晶过程晶核长大晶核长大的机制的机制Page 50粗糙界面粗糙界面主要有一种机制：主要有一种机制：（3）垂直长大机制（连续长大）垂直长大机制（连续长大）界面上所有位置均为生长点：界面上所有位置均为生长点：垂直界面连续长大；垂直界面连续长大；长大速度远较长大速度远较(1)、(2)快；快；金属晶体长大的主要方式金属晶体长大的主要方式二、金属的结晶过程二、金属的结晶过程晶核长大晶核长大的机制的机制Page 5
27、1二、金属的结晶过程二、金属的结晶过程枝晶枝晶实际金属结晶主要以实际金属结晶主要以树枝状长大树枝状长大. .这是由于晶核这是由于晶核棱角处的散热条件好棱角处的散热条件好，且，且缺陷多缺陷多，易于固定转移，易于固定转移来的原子，所以来的原子，所以生长快生长快，先形成，先形成一次轴一次轴，一次轴又会产生，一次轴又会产生二次二次轴轴，树枝间最后被填充。，树枝间最后被填充。Page 52三、影响生核与长大的因素三、影响生核与长大的因素晶粒的大小取决于晶粒的大小取决于晶核的形成速度晶核的形成速度和和长大速度长大速度。 单位时间、单位体积内形成的晶核数目叫单位时间、单位体积内形成的晶核数目叫形核率形核率(
28、N)。单位时间内晶核生长的长度叫单位时间内晶核生长的长度叫长大速度长大速度(G)。N/G比值越大，晶粒越细小比值越大，晶粒越细小。因此，凡是促进形核、抑制。因此，凡是促进形核、抑制长大的因素，都能细化晶粒长大的因素，都能细化晶粒.Page 53三、影响生核与长大的因素三、影响生核与长大的因素随着随着过冷度增加过冷度增加, 形核速率和长大速形核速率和长大速度均会增大度均会增大。但当过冷度超过一定值。但当过冷度超过一定值后，成核速率和长大速度都会下降。后，成核速率和长大速度都会下降。这是由于液体金属结晶时的成核和长这是由于液体金属结晶时的成核和长大，均需大，均需原子扩散原子扩散才能进行。当温度才能
29、进行。当温度太低时，原子扩散能力减弱，所以，太低时，原子扩散能力减弱，所以，成核速率和长大速度下降。成核速率和长大速度下降。实际应用中实际应用中，T 达不到极值，达不到极值，T 较较小时，长大速度快于形核；小时，长大速度快于形核； T较大较大时，形核速度快于长大。时，形核速度快于长大。（一）过冷度的影响（一）过冷度的影响Page 54高高熔熔点点杂杂质质的的晶晶体体结结构构与与金金属属的的晶晶体体结结构构相相似似时，将强烈时，将强烈促使非自发形核，提高形核率促使非自发形核，提高形核率。三、影响生核与长大的因素三、影响生核与长大的因素（二）难熔杂质的影响（二）难熔杂质的影响Page 55晶粒度晶
30、粒度：是晶粒大小的量度，用单位体积中晶粒的是晶粒大小的量度，用单位体积中晶粒的数目数目ZV，或者单位面积上晶粒的数目或者单位面积上晶粒的数目ZS 表示，影响表示，影响晶粒度的主要因素是晶粒度的主要因素是形核率形核率N 和和长大速度长大速度G一般情况下一般情况下, 晶粒越小晶粒越小, 则金属的强度则金属的强度, 塑性和韧性越塑性和韧性越好。工程上使晶粒细化好。工程上使晶粒细化, 是提高金属机械性能的重要是提高金属机械性能的重要途径之一。这种方法称为途径之一。这种方法称为细晶强化细晶强化。 （1 1）晶粒度的概念）晶粒度的概念三、影响生核与长大的因素三、影响生核与长大的因素（三）晶粒大小及控制（三
31、）晶粒大小及控制Page 56增大过冷度增大过冷度 提高液态金属的冷却速度提高液态金属的冷却速度, , 采用冷却能力较强的模子。例如采采用冷却能力较强的模子。例如采用金属型铸模用金属型铸模, , 比采用砂型铸模获得的铸件晶粒要细小。超高比采用砂型铸模获得的铸件晶粒要细小。超高速急冷技术可获得超细晶金属、亚稳态金属和非晶态金属。速急冷技术可获得超细晶金属、亚稳态金属和非晶态金属。变质处理变质处理 在液体金属中加入孕育剂或变质剂，以细化晶粒和改善组织。在液体金属中加入孕育剂或变质剂，以细化晶粒和改善组织。变质剂的作用在于变质剂的作用在于增加晶核的数量（孕育处理）增加晶核的数量（孕育处理）或者或者阻
32、碍晶核阻碍晶核的长大的长大。如在铝硅合金中加入钠盐，钠能在硅表面上富集，降。如在铝硅合金中加入钠盐，钠能在硅表面上富集，降低硅的长大速度，阻碍粗大硅晶体形成，细化了组织。低硅的长大速度，阻碍粗大硅晶体形成，细化了组织。振动、搅动振动、搅动机械方法、电磁波搅拌、机械方法、电磁波搅拌、超声波搅拌等超声波搅拌等。（2 2）晶粒大小的控制）晶粒大小的控制三、影响生核与长大的因素三、影响生核与长大的因素（三）晶粒大小及控制（三）晶粒大小及控制Page 57Al-Si合金组织晶粒大小的控制合金组织晶粒大小的控制Al-Si合金组织合金组织缓冷缓冷快冷快冷未变质未变质变质变质Page 58一种金属具有两种或两种以上一种金属具有两种或两种以上的晶体结构称为的晶体结构称为同素异构性同素异构性。金属在固态下晶体结构随温度金属在固态下晶体结构随温度变化的现象称为变化的现象称为同素异构转变同素异构转变。如如铁在固态冷却过程中有两次铁在固态冷却过程中有两次晶体结构变化，其变化为：晶体结构变化，其变化为：四、金属的同素异构性四、金属的同素异构性1394912 -Fe -Fe -Fe1394Page 59纯铁的同素异构转变纯铁的同素异构转变四、金属的同素异构性四、金属的同素异构性1394
