2.1.3
金属材料的结构特点
1 、固溶体
固溶体：一种组元均匀的溶解在 另一组元中而形成的晶体相。 固溶体是单相，晶格类型与溶剂 相同。 溶剂：晶格保持不变的组元。 溶质：晶格消失的组元。
2.1.3

金属材料的结构特点

（1）置换固溶体 当溶质原子代替了 溶剂晶格的某些结点原 子而形成的固溶体。 形成无限固溶体的 条件：两组元具有相同 的晶格，原子直径相差 很小。
第2章 材料的组织结构
2.1 金属的晶体结构

2.1.1 金属的理想晶体结构 （一）晶体与非晶体 一切物质都是由原子组成。根据原子 在物质内部聚集状态的不同，可将物质分 为晶体与非晶体两大类。 晶体：内部的原子是按一定规律排列， 各向异性。 非晶体：内部的原子排列无规律。各 向同性。
2.1.1 金属的理想晶体结构
间隙原子
置换原子
晶格空位
2.1.2
金属的实际晶体结构
（二）、线缺陷——位错
晶体中某一列或 若干列原子发生了有 规律的错排现象。
特点：受力后沿 某些晶面移动，导致 金属变形，互相作用， 使位错 的阻力增大， 金属强度提高。
应力场
2.1.2
金属的实际晶体结构
（三）面缺陷—晶界和亚晶界
晶界：不同位向的两 晶粒之间的过渡层。 亚晶：晶粒内部尺寸 很小、位向差很小的小 晶块。 亚晶界：亚晶之间 的界面。 面缺陷：晶界和亚晶 界。
2.1.2
金属的实际晶体结构
2.1.2、金属的实际晶体结构
1.点缺陷 （零维缺陷）：空位，间隙原子，杂质原子 2.线缺陷（一维缺陷）：位错 3.面缺陷（二维缺陷）：晶界，亚晶界，层错，孪晶界
2.1.2
金属的实际晶体结构
2.1.2陷—— 空 位和间隙原子 以某个点为中心、在它 的周围造成原子排列不规则， 产生晶格畸变相的晶体缺陷。 1、间隙原子：在晶格的 间隙处出现多余原子的晶体； 2、晶格空位：在晶格的 结点处出现缺少原子的晶体； 3、置换原子：在晶格的 结点处出现原子直径不同的 异类原子。 点缺陷使金属抵抗塑性 变形的能力提高，从而使金 属强度提高。


（3）密排六方晶格 晶格属于六方棱柱体，在六 棱柱晶胞的12个项角上各有一个 原子，两个端面的中心各有一个 原子，晶胞内部有三个原子。 每个密排六方晶胞原子数为: （1/6）×12+（1/2）×2+3＝6个 较脆
2.1.1 金属的理想晶体结构
（三）金属晶格的常见类型
金属的晶格类型不同，性能必 然存在差异。即使晶格类型相同， 由于各元素的原子大小和原子间距 的不同；金属的晶格类型和晶格常 数发生改变时，金属的性能也会发 生相应的变化。
（二）晶体结构的基本知识
任何一种晶体都有自己的特 定的晶体结构，不可能有两种晶 体具有完全相同的晶体结构。为 了便于研究，可抽象为空间点阵。
2.1.1 金属的理想晶体结构
（二）晶体结构的基本知识
1、晶格、晶胞和晶 格常数 在讨论晶体结构时， 假设晶体里的原子（或离 子）是一些静止不动的小 球。各种晶体结构就可以 看成是这些小球按一定的 几何方式紧密排列堆积而 成。
2.1.1 金属的理想晶体结构
（三）金属晶格的常见类型


（2）面心立方晶格 晶格属于立方晶系，在晶胞的8个顶角和6个面的中心 各有一个原子。 每个面心立方晶格的原子数为： （1/8）×8+（1/2）×6=4个。 塑性优于体心立方晶格的金属。
2.1.1 金属的理想晶体结构
（三）金属晶格的常见类型
2.1.3

金属材料的结构特点
５、显微组织和组织组成物 组织：由单相或多相组成的具有一 定形态的聚合物。 显微组织：显微镜下看到的相和晶 粒的形态、大小和配置状态。 组织组成物：构成显微组织的独立 部分，它可以是单相或多相混合物。
2.1.3

金属材料的结构特点

通常所指的组织： （1）基本结构是纯金属，或是化合物等； （2）晶粒是粗的，还是细的； （3）第二相分布，是在晶界还是在晶内； （4）第二相形状，是片状、粒状、网状 等； （5）第二相分散度，是大还是小。
亚晶界
亚晶界
面缺陷是位错运动的 障碍，晶粒、亚晶越细 小，界面越多，晶格畸 变越大，位错阻力越大， 晶界 金属强度越高。
晶界
2.1.2
金属的实际晶体结构
晶界和亚晶界
位 错
2.1.3

金属材料的结构特点



（一）、基本概念 1、合金：两种或两种以上的金属元 素或金属元素与非金属元素组成的具有金 属性质的新金属。 ２、组元：组成合金最基本、能独立 存在的物质（可以是化学元素也可以是稳 定的化合物）。 3、合金系 ：有相同组元．而成分比 例不同的一系列合金。 4、相 ：在合金中，化学成分一致、 物理状态相同，与其他部分有明显界面的 部分。
2.1.1 金属的理想晶体结构
晶向族
2.1.1 金属的理想晶体结构
（三）金属晶格的常见类型
晶体描述了金属晶体内部的排 列规律，金属晶体结构的主要差别 在于晶格形式及晶格常数的不同。
2.1.1 金属的理想晶体结构
（三）金属晶格的常见类型
（1）体心立方晶格 晶胞是一个立方体，在晶胞的中心和每个顶角各有 一个原子。 每个体心立方晶格的原子数为： （1/8）×8+1=2个。 塑性较好。
2.1.1 金属的理想晶体结构
2、晶面和晶向
晶面： 金属晶体中， 由一系列原 子构成的平 面。
晶面族
2.1.1 金属的理想晶体结构
2、晶面和晶向
晶向：通过两个 或两个以上原子中心 的直线，代表晶格空 间的一定方向。 在同一晶格中不 同晶面晶向上原子排 列的疏密程度的不同， 原子间结合力不同， 从而在不同的晶面和 晶向上显示出不同的 性能，是晶体各向异 性的原因。
2.1.1 金属的理想晶体结构
1、晶格、晶胞和晶格常数

（1） 晶格 描述原子在晶体中 排列规律的三维空间几 何点阵。
2.1.1 金属的理想晶体结构
（2）晶胞
晶格中能够代表 晶格特征的最小几何 单元。 晶胞在空间的重 复排列构成整个晶格。
2.1.1 金属的理想晶体结构
（3）晶格参数与晶格常数
晶格参数：描 述晶胞大小与形状 的几何参数。包括 晶胞的三个棱边长 度a、b、c和三棱边 夹角α 、β 、γ 共 六个参数。 晶格常数：晶 胞的三个棱边长度。