第一章金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶§1－1金屬的晶體結(jié)構(gòu)§1－2純金屬的結(jié)晶§1－3觀察結(jié)晶過程（實(shí)驗(yàn)）第一章金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶§1－1金屬的晶體結(jié)構(gòu)§1－1金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、晶體與非晶體二、金屬的晶格類型三、單晶體與多晶體四、晶體的缺陷§1－1金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、晶體與非晶體一、晶體與非晶體非晶體氣態(tài)液態(tài)固態(tài)晶體物質(zhì)存在狀態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、晶體與非晶體非晶體氣態(tài)液態(tài)固態(tài)晶體物質(zhì)存在狀態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)晶體和非晶體的對(duì)比項(xiàng)目晶體非晶體定義原子呈有序、有規(guī)則排列的物質(zhì)原子呈無序、無規(guī)則堆積的物質(zhì)性能特點(diǎn)具有規(guī)則的幾何形狀有一定的熔點(diǎn)，性能呈各向異性沒有規(guī)則的幾何形狀沒有固定的熔點(diǎn)，性能呈各向同性典型物質(zhì)石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、糖、味精玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠晶體和非晶體的對(duì)比項(xiàng)目晶體非晶體定義原子呈有序、有規(guī)則排列的二、金屬的晶格類型

晶格類型——金屬中原子排列的規(guī)律。

晶格——為了清楚地表示晶體中原子排列的規(guī)律，將原子簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，再用假想的線將它們連接起來，形成一個(gè)能反映原子排列規(guī)律的空間格架。

晶胞——晶格中能夠完整地反映晶體晶格特征的最小幾何單元。晶格與晶胞二、金屬的晶格類型晶格類型——金屬中原子排列體心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格體心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格體心立方晶格晶胞是一個(gè)立方體，原子位于立方體的八個(gè)頂點(diǎn)和立方體的中心典型金屬：鎢（W）

α—Fe體心立方晶格晶胞是一個(gè)立方體，原子位于立方體的八個(gè)頂點(diǎn)面心立方晶格晶胞是一個(gè)立方體，原子位于立方體的八個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)面的中心。典型金屬：金（Au)、銀(Ag)、銅(Cu）γ—Fe面心立方晶格晶胞是一個(gè)立方體，原子位于立方體的八個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)密排六方晶格晶胞是一個(gè)正六棱柱，原子除排列于柱體的每個(gè)頂點(diǎn)和上下兩個(gè)底面的中心外，正六棱柱的中心還有三個(gè)原子。典型金屬：鎂（Mg）鋅(Zn)密排六方晶格晶胞是一個(gè)正六棱柱，原子除排列于柱體的每個(gè)頂點(diǎn)和三、單晶體與多晶體

晶?！M成金屬的小晶體。

晶界——由晶粒間不規(guī)則排列的原子構(gòu)成。單晶體和多晶體三、單晶體與多晶體晶?！M成金屬的小晶體。單晶體四、晶體的缺陷

晶體缺陷——由于各種原因，實(shí)際晶體中原子的規(guī)律排列受到干擾和破壞，使晶體中的某些原子偏離正常位置，造成原子排列的不完全性。常見的晶體缺陷四、晶體的缺陷晶體缺陷——由于各種原因，實(shí)際§1－2純金屬的結(jié)晶*一、純金屬的結(jié)晶過程二、晶粒大小對(duì)金屬材料的影響三、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變§1－2純金屬的結(jié)晶*一、純金屬的結(jié)晶過程

結(jié)晶——金屬從高溫液體狀態(tài)冷卻凝固為原子有序排列的固體狀態(tài)的過程。

結(jié)晶潛熱——結(jié)晶的過程中放出的熱量。結(jié)晶——金屬從高溫液體狀態(tài)冷卻凝固為原子有序排列的固體一、純金屬的結(jié)晶過程

過冷度——理論結(jié)晶溫度和實(shí)際結(jié)晶溫度（T1）之間存在的溫度差（△T=T0－

T1）。金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻越快，其實(shí)際結(jié)晶的溫度就越低，過冷度△T也就越大。結(jié)晶冷卻曲線一、純金屬的結(jié)晶過程過冷度——理論結(jié)晶溫度和金屬的結(jié)晶過程金屬的結(jié)晶過程金屬的結(jié)晶過程金屬的結(jié)晶過程二、晶粒大小對(duì)金屬材料的影響

晶粒愈細(xì)，強(qiáng)度、硬度愈高，塑性、韌性也愈好。

形核率——單位時(shí)間、單位體積所形成的晶核數(shù)，用字母N表示。

二、晶粒大小對(duì)金屬材料的影響晶粒愈細(xì)，強(qiáng)度、形核率、長(zhǎng)大速率與過冷度的關(guān)系形核率、長(zhǎng)大速率與過冷度的關(guān)系細(xì)化晶粒的方法（1）增加過冷度金屬結(jié)晶過程中過冷度越大，晶粒越細(xì)。薄壁鑄鐵的晶粒較細(xì)；厚大鑄件往往是粗晶，鑄件外層的晶粒較細(xì)，心部則是粗晶。細(xì)化晶粒的方法（1）增加過冷度細(xì)化晶粒的方法（2）變質(zhì)處理生產(chǎn)中最常用的細(xì)化晶粒的方法是變質(zhì)處理。即在澆注前向液態(tài)金屬中加入一些細(xì)小變質(zhì)劑，以提高形核率。例如在鋼中加入鈦、硼、鋁等，在鑄鐵中加入硅鐵、鈣鐵等，均能起到細(xì)化晶粒的作用。細(xì)化晶粒的方法（2）變質(zhì)處理細(xì)化晶粒的方法振動(dòng)處理金屬在結(jié)晶時(shí)，對(duì)液態(tài)金屬采取機(jī)械振動(dòng)，超聲波振動(dòng)和電磁振動(dòng)等措施，使生長(zhǎng)中的枝晶破碎而細(xì)化，而且破碎的枝晶還可以作為結(jié)晶核心，從而達(dá)到提高形核率，阻礙晶粒長(zhǎng)大的雙重目的，以細(xì)化晶粒。細(xì)化晶粒的方法振動(dòng)處理三、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變

金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變——在固態(tài)下，金屬隨溫度的改變由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象。

純鐵的冷卻曲線三、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變——在固態(tài)19世紀(jì)末，著名物理家居里在實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)磁石的一個(gè)物理特性，就是當(dāng)磁石加熱到一定溫度時(shí)，原來的磁性就會(huì)消失。后來，人們把這個(gè)溫度叫

“居里點(diǎn)”。居里點(diǎn)也稱居里溫度或磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)19世紀(jì)末，著名物理家居里在實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)磁石純鐵同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變示意圖純鐵同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變示意圖§1－3觀察結(jié)晶過程（實(shí)驗(yàn)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．通過觀察透明鹽類的結(jié)晶過程及組織特征，理解金屬的結(jié)晶理論。2．通過觀察鑄錠表面，建立金屬晶體以樹枝狀形態(tài)成長(zhǎng)的直觀認(rèn)識(shí)?！?－3觀察結(jié)晶過程（實(shí)驗(yàn)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠捎谝簯B(tài)金屬的結(jié)晶過程難以直接觀察，而鹽類也是晶體物質(zhì)，其溶液的結(jié)晶過程和金屬很相似，區(qū)別僅在于鹽類是在室溫下依靠溶劑蒸發(fā)使溶液過飽和而結(jié)晶，金屬則主要依靠過冷，故完全可通過觀察透明鹽類溶液的結(jié)晶過程來了解金屬的結(jié)晶過程。二、實(shí)驗(yàn)原理由于液態(tài)金屬的結(jié)晶過