实际金属的晶体缺陷

《工程材料与热加工》综合练习题一、填空题。

1．金属材料的力学性能主要有强度（）、（）、（）和疲劳强度。

2．金属抵抗永久变形和断裂的能力称为（），常用的力学指标有Ъs和（）。

3．（）是指材料表面抵抗局部塑性变形的能力，是反映材料软硬程度的力学性能指标，常用的有布氏硬度符号（），（）硬度符号（）。

（）硬度符号（），4．常见的金属晶格有体心立方晶格和（），（）。

5．常用的塑性指标有延伸率和（）两项，分别用符号（），（）表示。

6．一种组元均匀熔解在另一种组元中而形成的晶体称。

7．根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，可将固溶体分为（）固溶体和（）固溶体两大类。

8．渗碳体是（）与（）的化合物，其分子式为（）。

9．纯金属液态结晶过程是（）形成及（）长大的过程。

10．理论结晶温度与实际结晶温度之差称（）。

11．钢锭组织是由表层细晶粒区，（）和（）组成的。

12．细化铸件晶粒大小的方法有增大过冷度，（）和（）。

13．铁碳合金状态图是用来表示合金元素的组织与（）和温度之间的关系图形。

14．铁素体是碳溶解于（）中的间隙固溶体。

15．奥氏体是碳溶解于r－Fe中的（）固溶体。

16．铁素体和渗碳体的机械混合物称（）。

17．含碳量＜2.11%的铁碳合金称为（）。

18．含碳量＞2.11%的铁碳合金称为（）。

19．根据铁碳相图把铁碳合金中的钢分为亚共析钢，（）和（）。

把白口铸铁分为亚共晶白口铸铁，（）和（）。

20．钢的热处理是钢在固态范围内通过加热（）和（）的方法。

21．钢的普通热处理分为退火（）淬火和（）。

22．钢的回火按加热温度不同分为低温回火（）和（）。

23．碳钢中常存的有益元素有（）、（）有害元素有（）、（）。

24．在固态下，随温度的变化，其晶格类型会发生转变的现象称（）转变。

25．碳钢按钢中含碳量可分为低碳钢（）、（）。

26．生产中淬火常用的冷却介质有水，盐水（）和（）等。

27．（）是将钢加热到Ac3以上30～50℃，保温一定时间，随炉冷至600℃以下，再出炉空冷的退火工艺。

二 按缺陷产生旳原因分类
晶体缺陷
辐照缺陷 杂质缺陷
电荷缺陷 热缺陷 非化学计量缺陷
1. 热缺陷
定义:热缺陷亦称为本征缺陷，是指由热起伏旳原因所产生 旳空位或间隙质点（原子或离子）。
类型:弗仑克尔缺陷（Frenkel defect）和肖特基缺陷 （Schottky defect）
T E 热起伏(涨落) 原子脱离其平衡位置
面缺陷旳取向及分布与材料旳断裂韧性有关。
面缺陷－晶界
晶界示意图
亚晶界示意图
晶界: 晶界是两相邻晶粒间旳过渡界面。因为相邻晶粒 间彼此位向各不相同，故晶界处旳原子排列与晶内不同， 它们因同步受到相邻两侧晶粒不同位向旳综合影响，而做 无规则排列或近似于两者取向旳折衷位置旳排列，这就形 成了晶体中旳主要旳面缺陷。
-"extra" atoms positioned between atomic sites.
distortion of planes
selfinterstitiallids
Two outcomes if impurity (B) added to host (A):
• Solid solution of B in A (i.e., random dist. of point defects)
OR
Substitutional alloy (e.g., Cu in Ni)
Interstitial alloy (e.g., C in Fe)
Impurities in Ceramics
本章主要内容：
§2.1 晶体构造缺陷旳类型 §2. 2 点缺陷 §2.3 线缺陷 §2.4 面缺陷 §2.5 固溶体 §2.6 非化学计量化合物

学校代码： 10128学号： ************科研训练报告题目：实际晶体中的缺陷分类及其特征****：***学院：理学院班级：电科10-1指导教师：哈斯花2013年9 月9 日一、国内外研究进展及研究意义1.1 国内外研究现状和发展动态20世纪初，X射线衍射方法的应用为金属研究开辟了新天地，使我们的认识深入到原子的水平；到30年代中期，泰勒与伯格斯等奠定了晶体位错理论的基础；50年代以后，电子显微镜的使用将显微组织和晶体结构之间的空白区域填补了起来，成为研究晶体缺陷和探明金属实际结构的主要手段，位错得到有力的实验观测证实；随即开展了大量的研究工作，澄清了金属塑性形变的微观机制和强化效应的物理本质。

1.2 研究意义在晶体的生长及形成过程中，由于温度、压力、介质组分浓度等外界环境中各种复杂因素变化及质点热运动或受应力作用等其他条件的不同程度的影响会使粒子的排列并不完整和规则，可能存在空位、间隙粒子、位错、镶嵌结构等而偏离完整周期性点阵结构，形成偏离理想晶体结构的区域，我们称这样的区域为晶体缺陷，它们可以在晶格内迁移，以至消失，同时也可产生新的晶体缺陷。

本文就晶体中所存在的各类缺陷做了详细说明，并且重点介绍了各类缺陷的成因及其特征。

1.3 主要参考文献[1] 黄昆原著,韩汝琦固体物理学[M] 出版社:高等教育出版社ISBN:9787040010251[2] 百度文库晶体缺陷/view/5728eb134431b90d6c85c730.html二、研究内容及方案2.1 研究内容按照晶体缺陷的几何形态以及相对于晶体的尺寸，或其影响范围的大小，可将其分为以下几类：1.点缺陷(point defects) 其特征是三个方向的尺寸都很小，不超过几个原子间距。

如：空位(vacancy)、间隙原子(interstitial atom)和置换原子(substitutional atom)。

除此以外，还有空位，间隙原子以及这几类缺陷的复合体等均属于这一类。

金属材料的常见缺陷
金属材料的常见缺陷包括以下几种：
1. 晶界缺陷：金属材料由多个晶粒组成，在晶界处形成缺陷，如晶界间隙、晶界滑移带等。

2. 沿晶裂纹：沿着晶粒的晶体方向产生的裂纹，通常是由于应力集中引起的。

3. 孔隙：在金属材料中存在的空洞或气体缺陷，通常由于固化过程中的气体冷凝或挥发物的损失引起。

4. 气孔：类似于孔隙，但气孔是由于金属凝固过程中的气体冷凝导致的。

5. 夹杂物：金属材料中的不纯物质或其他元素，如氧化物、硫化物、氮化物等，它们会削弱金属的力学性能。

6. 位错：金属晶体内的原子错位导致的缺陷。

7. 晶粒尺寸：晶粒尺寸不均匀可能会导致材料的机械性能差异。

8. 冷焊接：金属材料接触表面在冷态下加热，形成的焊接疵点。

这些缺陷可能会导致金属材料的性能下降或失效，因此在金属加工和制造过程中需要采取相应的措施来减少缺陷的产生。