工程材料實(shí)際金屬的組織結(jié)構(gòu)第1頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二章金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu)2.2實(shí)際金屬的組織結(jié)構(gòu)2.3金屬的結(jié)晶第2頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2.2實(shí)際金屬的組織結(jié)構(gòu)

實(shí)際使用的金屬,由于其內(nèi)部有許許多多個(gè)晶粒組成，每個(gè)晶粒在空間分布的位向不同，因而在宏觀上沿各個(gè)方向上的性能趨于相同，晶體的各向異性就顯示不出來(lái)了。實(shí)際金屬晶體結(jié)構(gòu)不是理想完美的,結(jié)構(gòu)中存在有許多不同類型的缺陷。第3頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、單晶體與多晶體單晶體：一塊晶體，其內(nèi)部的晶格位向完全一致，稱這塊晶體為單晶體。在一塊很小的金屬中也含著許多的小晶體，每個(gè)小晶體的內(nèi)部，晶格位向都是均勻一致的，而各個(gè)小晶體之間，彼此的位向都不相同。這種小晶體的外形呈顆粒狀，稱為“晶粒”。晶粒與晶粒之間的界面稱為“晶界”。在晶界處，原子排列為適應(yīng)兩晶粒間不同晶格位向的過(guò)度，總是不規(guī)則的。多晶體：實(shí)際上由多個(gè)晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu)稱為“多晶體”。第4頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、單晶體與多晶體對(duì)于單晶體，由于各個(gè)方向上原子排列不同，導(dǎo)致各個(gè)方向上的性能不同，即“各向異性”的特點(diǎn)；多晶體對(duì)每個(gè)小晶粒具有“各向異性”的特點(diǎn)，而就多晶體的整體，由于各小晶粒的位向不同，表現(xiàn)的是各小晶粒的平均性能，不具備“各向異性”的特點(diǎn)。金屬的多晶體結(jié)構(gòu)示意圖金屬材料內(nèi)部的晶粒第5頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、實(shí)際金屬中的晶體缺陷晶體缺陷分類點(diǎn)缺陷線缺陷面缺陷空位間隙原子異類原子刃型位錯(cuò)螺型位錯(cuò)晶界亞晶界第6頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(1)點(diǎn)缺陷:指在三維尺度上都很小的，不超過(guò)幾個(gè)原子直徑的缺陷。空位間隙原子異類原子第7頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)線缺陷:指二維尺度很小而第三維尺度很大的缺陷。位錯(cuò)(dislocation)刃型位錯(cuò)(edgedislocation)在金屬晶體中，由于某種原因，晶體的一部分相對(duì)于另一部分出現(xiàn)一個(gè)多余的半原子面。這個(gè)多余的半原子面猶如切入晶體的刀片，刀片的刃口線即為位錯(cuò)線。這種線缺陷稱為刃型位錯(cuò)。EF為位錯(cuò)線！第8頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月螺型位錯(cuò)(screwdislocations)晶體右邊的上部原子相對(duì)于下部的原子向后錯(cuò)動(dòng)一個(gè)原子間距，即右邊上部相對(duì)于下部晶面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。若將錯(cuò)動(dòng)區(qū)的原子用線連接起來(lái)，則具有螺旋型特征。這種線缺陷稱為螺型位錯(cuò)。BC為位錯(cuò)線。第9頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖金屬的強(qiáng)度與位錯(cuò)密度的關(guān)系位錯(cuò)的存在極大地影響金屬的機(jī)械性能。當(dāng)金屬為理想晶體或僅含有極少位錯(cuò)時(shí)，金屬的屈服強(qiáng)度σs很高，但含有一定量的錯(cuò)位時(shí)，強(qiáng)度降低。當(dāng)進(jìn)行形變加工時(shí)，位錯(cuò)密度增加，σs將會(huì)增高。

位錯(cuò)密度ρ：?jiǎn)挝惑w積中位錯(cuò)線的總長(zhǎng)度(m-2)ΣL:位錯(cuò)線的總長(zhǎng)度(m);V:體積(m3)第10頁(yè)，課件共11頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)面缺陷:指二維尺度很大而第三維尺度很小的缺陷。晶界晶界：晶粒與晶粒之間的接觸界面叫做晶界。亞晶界亞晶界：亞晶粒之間的邊界面