《金属工艺学》课程教学课件（PPT讲稿）第2章 铁碳合金

第2章铁碳合金

第2章 铁碳合金

第1节纯铁的晶体结构和同素异构转变 1晶体结构 ■晶体与非晶体：根据物质内部原子的聚集状态不同， 可将固体物质分为晶体和非晶体。晶体物质内部的原 子按一定次序作有规则排列。 晶体 非晶体

1 晶体结构 ◼ 晶体与非晶体：根据物质内部原子的聚集状态不同， 可将固体物质分为晶体和非晶体。晶体物质内部的原 子按一定次序作有规则排列。 第1节 纯铁的晶体结构和同素异构转变 晶体 非晶体

■晶格：为了便于分析和描述晶体中原子的排列情况，可 示意地将每个原子看成一个点，这些点代表原子的平衡位 置，把这些点用假想线条连接起来，得到一个抽象化了的 空间格架，叫做晶格。晶格中的点叫做结点。 晶格 晶体 →

◼ 晶格：为了便于分析和描述晶体中原子的排列情况，可 示意地将每个原子看成一个点，这些点代表原子的平衡位 置，把这些点用假想线条连接起来，得到一个抽象化了的 空间格架，叫做晶格。晶格中的点叫做结点。 晶格 晶体

■晶胞：晶格中能完整反映晶格特征的最小几何单元。 晶格 晶体 晶胞 →

◼ 晶胞：晶格中能完整反映晶格特征的最小几何单元。 晶格 晶体 晶胞

·90%以上的金属晶体属于体心立方、面心立方和密排六方晶 格三种： (a)体心立方晶胞 (b)面心立方晶胞 (©)密排六方晶格

• 90%以上的金属晶体属于体心立方、面心立方和密排六方晶 格三种:

2典型的金属晶体结构 ■体心立方晶格 每个晶胞中有1+8X1/8=2个原子。铬、Q-铁、钨、钼属 于这类结构。 八个顶角上的每个 原子属于八个晶胞

2 典型的金属晶体结构 ◼ 体心立方晶格 每个晶胞中有1+8×1/8=2个原子。铬、α-铁、钨、钼属 于这类结构。 八个顶角上的每个 原子属于八个晶胞

■面心立方晶格 每个晶胞共有6X1/2+8X1/8=4个原子。铜、铝、Y-铁、 镍等

◼ 面心立方晶格 • 每个晶胞共有6×1/2+8×1/8=4个原子。铜、铝、γ-铁、 镍等

■密排六方晶格 每个晶胞共有12×1/6+2×1/2+3=6个原子。铍、镁、锌等

◼ 密排六方晶格 • 每个晶胞共有12×1/6+2×1/2+3=6个原子。铍、镁、锌等

3纯金属的结晶过程和同素异构现象 ■结晶：金属由液态转化为晶体的过程。 一纯金属的冷却曲线 过冷 过冷度=理论结晶温度-实际结晶温度 过冷度的大小与冷却速度密切相关 置 理论结晶温度 实际结晶温度 时间/s

3 纯金属的结晶过程和同素异构现象 ◼ 结晶：金属由液态转化为晶体的过程。 − 纯金属的冷却曲线 − 过冷 过冷度=理论结晶温度-实际结晶温度 过冷度的大小与冷却速度密切相关

■结晶过程的两个阶段 一形核，包括自发晶核和外来晶核 一长大，以晶核为中心，按一定的几何形状不断排列起来， 形成晶体，直到与相邻的晶体相互接触，液态金属耗尽， 结晶过程结束，形成多晶体结构。 一形核与长大过程同时进行，长大在各个方向不均衡。 过冷金属液→形核→ 形核、长大同时进行 → 多晶体

◼ 结晶过程的两个阶段 − 形核，包括自发晶核和外来晶核 − 长大，以晶核为中心，按一定的几何形状不断排列起来， 形成晶体，直到与相邻的晶体相互接触，液态金属耗尽， 结晶过程结束，形成多晶体结构。 − 形核与长大过程同时进行，长大在各个方向不均衡。 过冷金属液 形核 形核、长大同时进行 多晶体