工程材料密排面和密排方向.ppt

1、簡要回顧,體心立方晶格,原子個數(shù)：2 配位數(shù)： 8 致密度：0.68 常見金屬：-Fe、Cr、W、Mo、V、Nb等,晶格常數(shù)：a(a=b=c),原子半徑：,原子個數(shù)：4 配位數(shù)： 12 致密度：0.74 常見金屬： -Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等,晶格常數(shù)：a,面心立方晶格,原子個數(shù)：6 配位數(shù)： 12 致密度：0.74 常見金屬： Mg、Zn、 Be、Cd等,晶格常數(shù)：底面邊長 a 和高 c， c/a=1.633,密排六方晶格,晶體中的原子堆垛方式及間隙,晶體中的原子堆垛方式,晶體中的間隙,面心晶體結(jié)構(gòu)中的間隙 四面體間隙 八面體間隙,面心晶體結(jié)構(gòu)中的間隙 四面體間隙 八面體間隙,體

2、心晶體結(jié)構(gòu)中的間隙 四面體間隙 八面體間隙,密排立方晶體結(jié)構(gòu)中的間隙 四面體間隙 八面體間隙,1) fcc和hcp都是密排結(jié)構(gòu)，而bcc則是比較“開放”的結(jié)構(gòu)，因為它的間隙較多。 2) fcc和hcp金屬中的八面體間隙大于四面體間隙，故這些金屬中的間隙原子往往位于八面體間隙中。 3）在bcc晶體中，四面體間隙大于八面體間隙，因而間隙原子應(yīng)占據(jù)四面體間隙位置。但有些情況下，間隙原子占據(jù)八面體間隙位置（如碳在-鐵中）。 4)fcc和hcp中的八面體間隙遠(yuǎn)大于bcc中的八面體或四面體間隙，因而間隙原子在fcc和hcp中的固溶度往往比在bcc中大得多。,四、立方晶系晶面、晶向表示方法,晶體中各方位上的

3、原子面稱晶面。 各方向上的原子列稱晶向。 晶面指數(shù) 表示晶面的符號稱晶面指數(shù)。 其確定步驟為：, 確定原點，建立坐標(biāo)系，求出所求晶面在三個坐標(biāo)軸上的截距。 取三個截距值的倒數(shù)并按比例化為最小整數(shù)，加圓括弧，形式為（hkl）。, 晶向指數(shù) 表示晶面的符號稱晶面指數(shù)。其確定步驟為：, 確定原點，建立坐標(biāo)系，過原點作所求晶向的平行線。 求直線上任一點的坐標(biāo)值并按比例化為最小整數(shù)，加方括弧。形式為uvw。, 晶面族與晶向族 (hkl)與uvw分別表示的是一組平行的晶向和晶面。 指數(shù)雖然不同，但原子排列完全相同的晶向和晶面稱作晶向族或晶面族。分別用hkl和表示。,立方晶系常見的晶面為：,110,立方晶系

4、常見的晶向為：,111,說明： 在立方晶系中，指數(shù)相同的晶面與晶向相互垂直。 遇到負(fù)指數(shù)，“-”號放在該指數(shù)的上方。,221,110,密排面和密排方向,晶體的各向異性 多晶型性,金屬的實際結(jié)構(gòu)與晶體缺陷, 單晶體與多晶體 單晶體：其內(nèi)部晶格方位完全一致的晶體。 多晶體： 晶粒：實際使用的金屬材料是由許多彼此方位不同、外形不規(guī)則的小晶體組成，這些小晶體稱為晶粒。,晶界：晶粒之間的交界面。 晶粒越細(xì)小，晶界面積越大。 多晶體：由多晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu)。,1. 點缺陷 空間三維尺寸都很小的缺陷。,空位 間隙原子 置換原子,2. 線缺陷晶體中的位錯 位錯：晶格中一部分晶體相對于另一部分晶體發(fā)生局部滑移，

5、滑移面上滑移區(qū)與未,滑移區(qū)的交界線稱作位錯。分為刃型位錯和螺型位錯。,刃型位錯和螺型位錯,刃位錯的形成,刃型位錯：當(dāng)一個完整晶體某晶面以上的某處多出半個原子面，該晶面象刀刃一樣切入晶體，這個多余原子面的邊緣就是刃型位錯。 半原子面在滑移面以上的稱正位錯，用“ ”表示。 半原子面在滑移面以下的稱負(fù)位錯，用“ ”表示。,位錯密度：單位體積內(nèi)所包含的位錯線總長度。 = S/V(cm/cm3或1/cm2) 金屬的位錯密度為1041012/cm2 位錯對性能的影響：金屬的塑性變形主要由位錯運(yùn)動引起，因此阻礙位錯運(yùn)動是強(qiáng)化金屬的主要途徑。 減少或增加位錯密度都可以提高金屬的強(qiáng)度。,3. 面缺陷晶界與亞晶界 晶界是不同位向晶粒的過度部位，寬度為510個原子間距，位向差一般為2040。,亞晶