《金属学与热处理 Physical metallurgy and heat treatment》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 金属的晶体结构（1.3）实际金属的晶体结构

§1-3实际金属的晶体结构 一、多晶体和亚组织 ()概念 1、单晶体把晶体看成是由原子按一定的几何 规律作周期性排列而成的,即晶体内部的晶格位 向是完全一致的晶体,这样的晶体称为单晶体。 实际使用的工业金属材料,即使体积很小,其内 部仍包含了许多颗粒状的小晶体,每个小晶体内 部的晶格位向是一致的,而各个小晶体彼此间的 位向都不同。 上一级

§1—3 实际金属的晶体结构 一、多晶体和亚组织 ㈠ 概念 1、单晶体—把晶体看成是由原子按一定的几何 规律作周期性排列而成的，即晶体内部的晶格位 向是完全一致的晶体，这样的晶体称为单晶体。 实际使用的工业金属材料，即使体积很小，其内 部仍包含了许多颗粒状的小晶体，每个小晶体内 部的晶格位向是一致的，而各个小晶体彼此间的 位向都不同。 上一级

2、晶粒一外形不规则的小晶体。 3、晶界一晶粒与晶粒之间的界面。 4、多晶体一实际上由许多晶粒组成的晶体。 5、显微组织或金相组织一晶粒尺寸很小, 如:钢铁材料的晶粒一般在101~103mm左右, 故只有在金相显微镜下才能观察到这种金属组 织 上一级

2、晶粒—外形不规则的小晶体。 3、晶界—晶粒与晶粒之间的界面。 4、多晶体—实际上由许多晶粒组成的晶体。 5、显微组织或金相组织—晶粒尺寸很小， 如：钢铁材料的晶粒一般在10-1～10-3mm左右， 故只有在金相显微镜下才能观察到这种金属组 织。 上一级

(晶体的各向异性 当晶体内部的晶格位向完全一致而形成理想状 态下的单晶体时,该晶体必然具有各向异性的 特征,但实际金属是多晶体,表现各向同性。 上一级

㈡ 晶体的各向异性 当晶体内部的晶格位向完全一致而形成理想状 态下的单晶体时，该晶体必然具有各向异性的 特征，但实际金属是多晶体，表现各向同性。 上一级

6亚组织在实际金属晶体的一个晶粒内部, 其晶格也并不象理想晶体那样完全一致,而是 存在着许多尺寸更小,位向差也很小的小晶块, 它们相互镶嵌成一颗晶粒,这些小晶块称亚组 织 亚晶界两相邻亚组织间的边界 上一级

亚组织——在实际金属晶体的一个晶粒内部， 其晶格也并不象理想晶体那样完全一致，而是 存在着许多尺寸更小，位向差也很小的小晶块， 它们相互镶嵌成一颗晶粒，这些小晶块称亚组 织。 亚晶界——两相邻亚组织间的边界。 上一级

二、晶体的缺陷 6实际晶体中,原子排列不完整,偏离理想分布 的结构区域称为晶体的缺陷。这种局部存在的 晶体缺陷,对金属的性能影响很大。 6晶体缺陷按尺寸可分为:点缺陷、线缺陷、面 缺陷 上一级

二、晶体的缺陷 实际晶体中，原子排列不完整，偏离理想分布 的结构区域称为晶体的缺陷。这种局部存在的 晶体缺陷，对金属的性能影响很大。 晶体缺陷按尺寸可分为：点缺陷、线缺陷、面 缺陷 上一级

畚1、点缺陷(图) 空位和间隙原子:位于点阵上的原子并非静止的, 而是以其平衡位置为中心作热振动,总有一些原子的 能量大到足以克服周围原子对它的束缚作用,就可以 脱离其原来的平衡位置,而迁移到别处,结果,在原 来的位置的上的出现了空结点,称为空位。 形成空位的同时,产生了间隙原子,这种不占有 正常的晶格位置而处在晶格空隙之间的原子称为间隙 原子。 上一级

1、点缺陷（图） 空位和间隙原子：位于点阵上的原子并非静止的， 而是以其平衡位置为中心作热振动，总有一些原子的 能量大到足以克服周围原子对它的束缚作用，就可以 脱离其原来的平衡位置，而迁移到别处，结果，在原 来的位置的上的出现了空结点，称为空位。 形成空位的同时，产生了间隙原子，这种不占有 正常的晶格位置而处在晶格空隙之间的原子称为间隙 原子。 上一级

点缺陷的产生使其产生了晶格畸变,晶格畸变将晶体性 能发生改变,如强度,硬度和电阻增加。 2、线缺陷位错图) 位错晶体中,某处有一列或若干列原子发生了有规律的 错排现象。 ①刀刃位错—在晶体的某一水平面上,多出一个垂直 原子面ABCD,这个多原子面像刀刃一样切入晶体,使 晶体上、下两部分的原子发生了错排现象。 上一级

点缺陷的产生使其产生了晶格畸变，晶格畸变将晶体性 能发生改变，如强度，硬度和电阻增加。 2、线缺陷-位错(图） 位错-晶体中，某处有一列或若干列原子发生了有规律的 错排现象。 ① 刀刃位错——在晶体的某一水平面上，多出一个垂直 原子面ABCD，这个多原子面像刀刃一样切入晶体，使 晶体上、下两部分的原子发生了错排现象。 上一级

②螺旋位错-原子平面被畸变成了螺旋面 ③位错密度: S V-晶体的体积 S-体积为V的晶体中位错线的总长度。 上一级

② 螺旋位错-原子平面被畸变成了螺旋面。 ③位错密度： V-晶体的体积 S-体积为V的晶体中位错线的总长度。 V s  = 上一级

理论值 晶须 加工硬化态 退火态 p=10~101cm p=10~10cm 位错密度P 上一级

上一级 晶须

e3、面缺陷 (1)晶界:多晶体中两个相邻晶粒间的位向差大 多在30°~40°,原子排列成无规则的过渡层。 (2)亚晶界:是由一系列刃型位错所形成的小角 晶界。亚组织越细,金属的屈服强度越高。 上一级

3、 面缺陷 ⑴ 晶界：多晶体中两个相邻晶粒间的位向差大 多在30° ～40° ，原子排列成无规则的过渡层。 ⑵ 亚晶界：是由一系列刃型位错所形成的小角 晶界。亚组织越细，金属的屈服强度越高。 上一级