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1、金属晶体结构常识金属晶体结构常识金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援【重点内容】【重点内容】1.金属的结晶、结晶过程、晶核的形成，长大规律金属的结晶、结晶过程、晶核的形成，长大规律及其影响因素；及其影响因素；2.过冷度、过冷现象、冷却速度与过冷度的关系及过冷度、过冷现象、冷却速度与过冷度的关系及细化晶粒的办法。细化晶粒的办法。3.纯铁的晶体结构；纯铁的晶体结构；4.纯纯铁同素异晶转变。铁同素异晶转变。金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援一.晶体结构的基本知识 1.晶体与非晶体晶体与非晶体l晶晶 体：凡原子按一定规律排列的固态物质。体：凡原子按一定规律排列的固态物质。 ( (
2、如如: :金刚石、石墨金刚石、石墨)l非晶体：凡原子呈无序堆积状况的物体。非晶体：凡原子呈无序堆积状况的物体。 ( (如如: :玻璃、塑料玻璃、塑料) )金属在固态下一般均属于晶体。金属在固态下一般均属于晶体。 金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援晶体与非晶体的区别晶体与非晶体的区别晶晶 体体非晶体非晶体有规则的外形有规则的外形 有固定的熔点有固定的熔点 各向异性各向异性没有规则的外形没有规则的外形 没有固定的熔点没有固定的熔点各向同性各向同性金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援晶体：晶体：石英石英金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援晶体：晶体：云母云母金属材料与
3、热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援晶体：晶体：明矾明矾金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援非晶体：非晶体：蜂蜡蜂蜡金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援非晶体：非晶体：松香松香金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援2.晶格与晶胞晶格与晶胞晶晶 格：格：描述原子在晶体中规则排列方式的空间几何格架。描述原子在晶体中规则排列方式的空间几何格架。晶晶 胞：胞：能够完整地反映晶格特性的最小几何单元。能够完整地反映晶格特性的最小几何单元。晶格就是由无晶格就是由无数个晶胞重复数个晶胞重复堆积而成的。堆积而成的。金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援3.单晶体与多晶体单晶体
4、与多晶体晶晶 粒：粒：外形不规则而内部原子排列规则的小晶体。外形不规则而内部原子排列规则的小晶体。晶晶 界：界：晶粒与晶粒之间的分界面。晶粒与晶粒之间的分界面。单晶体：单晶体：结晶后只有一个晶粒的晶体。结晶后只有一个晶粒的晶体。 ( (性能性能: :各向异性各向异性) )多晶体：多晶体：结晶后由许多位向不同的晶粒组成。结晶后由许多位向不同的晶粒组成。 （性能：伪各向同性）（性能：伪各向同性）晶晶 核：核：作为结晶核心的微小晶体。作为结晶核心的微小晶体。金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援二二. .常见金属的晶格类型常见金属的晶格类型晶体结构晶体结构体心立方晶格体心立方晶格面心立方晶格
5、面心立方晶格密排六方晶格密排六方晶格金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援 体心立方晶格体心立方晶格这类金属的塑性较好这类金属的塑性较好 其晶胞是一个立方体，原子分布在立方体的八个顶其晶胞是一个立方体，原子分布在立方体的八个顶角上角上 和立方体的中心处。每个体心立方晶胞实际原子数为：和立方体的中心处。每个体心立方晶胞实际原子数为： n=81/8+1=2 金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援面心立方晶格面心立方晶格 这类金属的塑性优于具有体心立方晶格的金属这类金属的塑性优于具有体心立方晶格的金属 其晶胞也是一个立方体，原子分布在立方体八个顶角上和其晶胞也是一个立方体，原子分布在
6、立方体八个顶角上和立方体六个面的中心。每个面心立方晶胞的实际原子数为：立方体六个面的中心。每个面心立方晶胞的实际原子数为： n=81/8+61/2=4金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援 密排六方晶格密排六方晶格 这类金属通常较脆这类金属通常较脆其晶胞是一个其晶胞是一个正六棱柱体，原子排列在正六棱柱体，原子排列在柱体的每个顶角上和上、柱体的每个顶角上和上、下底面的中心。另外三个下底面的中心。另外三个原子排列在柱体内。其晶原子排列在柱体内。其晶胞的实际原子数为：胞的实际原子数为： n=121/6+21/23=6金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援三.晶体的缺陷点缺陷点缺陷 包括三种常见的类型：间隙原子、空位原子、置代原子。包括三种常见的类型：间隙原子、空位原子、置代原子。线缺陷线缺陷 包括两种常见的类型：刃位错、螺型位错。包括两种常见的类型：刃位错、螺型位错。面缺陷面缺陷 包括两种常见的类型：晶界、亚晶界。包括两种常见的类型：晶界、亚晶界。金属材料与热处理金属材料与热处理-孙援援孙援援
