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第一章 金属的晶体结构
决定材料性能的三个因素：化学成分、内部结构、组织状态
金属：具有正的电阻温度系数的物质。金属与非金属的主要区别是金属具有正的电阻温度系数和良好的导电能力。
金属键：处以聚集状态的金属原子，全部或大部分贡献出他们的价电子成为自由电子，为整个原子集体所共有，这些自由电子与所有自由电子一起在所有原子核周围按量子力学规律运动着，贡献出价电子的原子则变为正离子，沉浸在电子云中，依靠运动于其间的公有化的自由电子的静电作用结合起来，这种结合方式叫做金属键。
双原子模型：
晶体：原子在三维空间做有规则周期性重复排列的物质叫做晶体。晶体的特性：1、各向异性 2、具有一定的熔点。
空间点阵：为了清晰地描述原子在三维空间排列的规律性，常将构成晶体的实际质点忽略，而将其抽象为纯粹的几何点，称为阵点或节点，这些阵点可以是原子或分子的中心，也可以是彼此等同的原子团或分子团的中心，各个阵点的周围环境都相同。做许多平行的直线将这些阵点连接起来形成一个三维空间格架，叫做空间点阵。
晶胞：从点阵中选取的一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元。
晶格常数：晶胞的棱边长度称为晶格常数，在X、Y、Z轴上分别以a、b、c表示。
致密度：表示晶胞中原子排列的紧密程度，可用原子所占体积与晶胞体积之比K表示。
三种典型的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。
体心立方晶格：α-Fe、Cr、W、V、Nb、Mo 配位数8 致密度 0.68 滑移系：{110}*<111> 共12 个 堆垛顺序ABAB
面心立方晶格：γ-Fe、Cu、Ni、Al、Au、Ag 配位数12 致密度 0.74 滑移系：{111}*<110> 共12 个 堆垛顺序ABCABC
密排六方晶格：Zn、Mg、Be、Cd 配位数 12 致密度 0.74 滑移系：{0001}*<1121> 堆垛顺序 ABAB
晶向族指数包含的晶向指数：
金属学与热处理名词解释汇总
热处理：在生产中，通过加热、保温和冷却，使钢发生固态相变，借此改变其内部组织结构，从而达到 改善力学性能的目的的操作被称为热处理。
正火：将工件加热至Ac3(Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上的某一温度，保温一定时间，然后取出进行水冷或油冷获得马氏体的热处理工艺。
等温淬火：将奥氏体化的工件淬入温度稍高于Ms的熔盐中，等温保持足够时间，使过冷奥氏体恒温发生贝氏体转变，待转变结束后取出在空气中冷却的处理方法称为等温淬火。
分级淬火：将奥氏体化的工件淬入温度稍高于或稍低于Ms的熔盐中，待工件内外温度均匀后，从熔盐中取出置于空气中冷却至室温，以获得马氏体组织，这种处理方法称为分级淬火。
单液淬火：将奥氏体化的工件投入一种淬火介质中，直至转变结束。
双液淬火：将奥氏体化的工件先放入一种冷却能力强的冷却介质冷却一定时间，当冷却至稍高于Ms后立 即将工件取出并放入另外一种冷却能力缓一些的冷却介质冷却，使之转变为马氏体的热处理工艺。
回火：将淬火钢加热到低于临界点A1某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的一种热处理工艺。
回火索氏体：淬火碳钢500~650℃回火时，得到粗粒状渗碳体和多边形铁素体所构成的复相组织。
回火屈氏体：淬火碳钢350~500℃回火时，得到细粒状渗碳体和针状铁素体所构成的复相组织。 回火马氏体：淬火碳钢在250℃以下回火时，得到的过饱和的α固溶体和弥散分布的碳化物组成的复相组织。
退火：是将钢加热到临界点以上或以下的某一温度，保温一定时间后，随炉冷却的一种热处理工艺。它是热处理工艺中应用最广、种类最多的一种工艺，不同种类的退火目的也各不相同。
第一章 金属的晶体结构
马氏体沉淀硬化不锈钢,它是美国 ARMCO 钢公司在1949年发表的,其特点是强度高,耐蚀性好,易焊接,热处理工艺简单,缺点是延韧性和切削性能差,这种马氏体不锈钢与靠间隙元素碳强化的马氏体钢不同,它除靠马氏体相变外并在它的基体上通过时效处理析出金属间化合物来强化。正因为如此而获得了强度高的优点,但延韧性却差。
1、试用金属键的结合方式，解释金属具有良好的导电性、正的电阻温度系数、导热性、塑性和金属光泽等基本特性.
答：(1)导电性：在外电场的作用下，自由电子沿电场方向作定向运动。
(2)正的电阻温度系数：随着温度升高，正离子振动的振幅要加大，对自由电子通过的阻碍作用也加大，即金属的电阻是随温度的升高而增加的。
(3)导热性：自由电子的运动和正离子的振动可以传递热能。
(4) 延展性：金属键没有饱和性和方向性，经变形不断裂。
(5)金属光泽：自由电子易吸收可见光能量，被激发到较高能量级，当跳回到原位时辐射所吸收能量，从而使金属不透明具有金属光泽。
2、填空：
1)金属常见的晶格类型是面心立方、体心立方、 密排六方 。
2)金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽主要是因为金属原子具有 金属键 的结合方式。
3)物质的原子间结合键主要包括 金属键 、 离子键和 共价键 三种。
4)大部分陶瓷材料的结合键为 共价键 。
5)高分子材料的结合键是 范德瓦尔键 。
6)在立方晶系中，某晶面在x轴上的截距为2，在y轴上的截距为1/2；与z轴平行，则该晶面指数为
（ （ 140 ） ） .
7)在立方晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，1，1/2)，D(1/2，1，1/2)，那么AB晶向指数为 （-110） ，OC晶向指数为 （221） ，OD晶向指数为 （121） 。 8)铜是 （面心）结构的金属，它的最密排面是（111 ）。
金
属
学
与
热
处
理
（A）
金属学与热处理（A）复习题
行政班级： 姓名： 学号：
第一章 习题
1、标出图中给定的晶面和晶向的米勒指数：
晶面: OO′A′A、OO′B′B、
OO′C′C、OABC、AA′C′C、
ED′D、EDC
晶向: OB、EC、O′C、OD、AC′、D′A
2 在立方晶胞中画出以下晶面或晶向 , 写出立方晶系空间点阵特征。
1/2 2/3
E
3、已知铜原子直径为0.256nm，试计算Cu的晶格常数。
4、对于体心立方的Fe，已知其点阵常数为0.2866nm。请计算Fe的密度。
5．什么是晶面族，立方晶系的｛111｝、｛105｝晶面族各包含哪些晶面? 立方晶系的<123>晶向族各包含哪些晶向？
6．
6 什么是点阵参数? 简述晶体结构和空间点阵之间的关系。七大晶系的空间点阵特征各是什么?
7、fcc(bcc)结构的密排方向是___，密排面是___，密排面的堆垛顺序是___，致密度为____，配位数是___，晶胞中原子数为___，把原子视为半径为r的刚性球时，原子的半径是点阵常数a的关系为______。
8根据缺陷相对于晶体尺寸和其影响范围的大小，缺陷可以分为哪几类?简述这几类缺陷的特征以及这些缺陷对金属性能的影响。这些缺陷是否一定是性能上的缺陷，为什么？
9常见的金属晶体的界面有哪些？通常晶界分为哪两大类？划分的依据是什么? 简述小角度晶界的结构模型，大角晶界重合点阵模型的含义是什么?
第二章习题
1 叙述金属结晶过程所需要的三个必要条件，并说明这三个条件在凝固过程中所起的作用。
2 说明凝固临界核心的形成是否是热力学自发过程，并对此加以解释。
3 试推导球形均匀形核时的临界半径以及形核功的表达式。
4 晶粒大小对材料的机械性能有何影响，影响铸态晶粒大小的主要因素是什么？铸造实际中如何控制金属晶粒大小？何谓变质处理？
