工程材料2.2实际金属的组织结构.ppt

VC++项目开发与多媒体技术 §2.2 实际金属的组织结构 实际使用的金属, 由于其内部有许许多多个晶粒组成，每个晶粒在空间分布的位向不同，因而在宏观上沿各个方向上的性能趋于相同，晶体的各向异性就显示不出来了。 实际金属晶体结构不是理想完美的, 结构中存在有许多不同类型的缺陷。 一、 单晶体与多晶体 单晶体：一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，称这块晶体为单晶体。 在一块很小的金属中也含着许多的小晶体，每个小晶体的内部，晶格位向都是均匀一致的，而各个小晶体之间，彼此的位向都不相同。这种小晶体的外形呈颗粒状，称为“晶粒”。 晶粒与晶粒之间的界面称为“晶界”。在晶界处，原子排列为适应两晶粒间不同晶格位向的过度，总是不规则的。 多晶体：实际上由多个晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 一、 单晶体与多晶体 对于单晶体，由于各个方向上原子排列不同，导致各个方向上的性能不同，即“各向异性”的特点； 多晶体对每个小晶粒具有“各向异性”的特点，而就多晶体的整体，由于各小晶粒的位向不同，表现的是各小晶粒的平均性能，不具备“各向异性”的特点。 * 第二章 　金属的晶体结构与结晶 2.1 金属的晶体结构 2.2 实际金属的组织结构 2.3 金属的结晶 金属的多晶体结构示意图 金属材料内部的晶粒 二、 实际金属中的晶体缺陷 晶体缺陷分类 点缺陷 线缺陷 面缺陷 空位 间隙原子 异类原子 刃型位错 螺型位错 晶界 亚晶界 (1)点缺陷:指在三维尺度上都很小的，不超过几个原子直径的缺陷。 空位 间隙原子 异类原子 (2)线缺陷:指二维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷。位错(dislocation) 刃型位错(edge dislocation) 在金属晶体中，由于某种原因，晶体的一部分相对于另一部分出现一个多余的半原子面。这个多余的半原子面犹如切入晶体的刀片，刀片的刃口线即为位错线。这种线缺陷称为刃型位错。 EF为位错线！ 螺型位错 (screw dislocations) 晶体右边的上部原子相对于下部的原子向后错动一个原子间距，即右边上部相对于下部晶面发生错动。若将错动区的原子用线连接起来，则具有螺旋型特征。这种线缺陷称为螺型位错。 BC为位错线。 图 金属的强度与位错密度的关系 位错的存在极大地影响金属的机械性能。当金属为理想晶体或仅含有极少位错时，金属的屈服强度σs很高，但含有一定量的错位时，强度降低。当进行形变加工时，位错密度增加，σs将会增高。 位错密度ρ：单位体积中位错线的总长度(m-2 ) ΣL:位错线的总长度(m); V:体积(m3 ) (3)面缺陷:指二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷。 晶界 晶界：晶粒与晶粒之间的接触界面叫做晶界。 亚晶界 亚晶界：亚晶粒之间的边界面叫做亚晶界。 晶界和亚晶界均可提高金属的强度。晶界越多，晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。