工程材料密排面和密排方向

简要回顾 体心立方晶格 原子个数 2配位数 8致密度 0 68常见金属 Fe Cr W Mo V Nb等 晶格常数 a a b c 原子半径 原子个数 4配位数 12致密度 0 74常见金属 Fe Ni Al Cu Pb Au等 晶格常数 a 面心立方晶格 原子个数 6配位数 12致密度 0 74常见金属 Mg Zn Be Cd等 晶格常数 底面边长a和高c c a 1 633 密排六方晶格 晶体中的原子堆垛方式及间隙 晶体中的原子堆垛方式 晶体中的间隙 面心晶体结构中的间隙四面体间隙八面体间隙 面心晶体结构中的间隙四面体间隙八面体间隙 体心晶体结构中的间隙四面体间隙八面体间隙 密排立方晶体结构中的间隙四面体间隙八面体间隙 1 fcc和hcp都是密排结构 而bcc则是比较 开放 的结构 因为它的间隙较多 2 fcc和hcp金属中的八面体间隙大于四面体间隙 故这些金属中的间隙原子往往位于八面体间隙中 3 在bcc晶体中 四面体间隙大于八面体间隙 因而间隙原子应占据四面体间隙位置 但有些情况下 间隙原子占据八面体间隙位置 如碳在 铁中 4 fcc和hcp中的八面体间隙远大于bcc中的八面体或四面体间隙 因而间隙原子在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 晶体中各方位上的原子面称晶面 各方向上的原子列称晶向 晶面指数表示晶面的符号称晶面指数 其确定步骤为 确定原点 建立坐标系 求出所求晶面在三个坐标轴上的截距 取三个截距值的倒数并按比例化为最小整数 加圆括弧 形式为 hkl 晶向指数表示晶面的符号称晶面指数 其确定步骤为 确定原点 建立坐标系 过原点作所求晶向的平行线 求直线上任一点的坐标值并按比例化为最小整数 加方括弧 形式为 uvw 晶面族与晶向族 hkl 与 uvw 分别表示的是一组平行的晶向和晶面 指数虽然不同 但原子排列完全相同的晶向和晶面称作晶向族或晶面族 分别用 hkl 和表示 立方晶系常见的晶面为 110 立方晶系常见的晶向为 111 说明 在立方晶系中 指数相同的晶面与晶向相互垂直 遇到负指数 号放在该指数的上方 221 110 密排面和密排方向 晶体的各向异性多晶型性 金属的实际结构与晶体缺陷 单晶体与多晶体单晶体 其内部晶格方位完全一致的晶体 多晶体 晶粒 实际使用的金属材料是由许多彼此方位不同 外形不规则的小晶体组成 这些小晶体称为晶粒 晶界 晶粒之间的交界面 晶粒越细小 晶界面积越大 多晶体 由多晶粒组成的晶体结构 1 点缺陷空间三维尺寸都很小的缺陷 空位间隙原子置换原子 2 线缺陷 晶体中的位错位错 晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生局部滑移 滑移面上滑移区与未 滑移区的交界线称作位错 分为刃型位错和螺型位错 刃型位错和螺型位错 刃位错的形成 刃型位错 当一个完整晶体某晶面以上的某处多出半个原子面 该晶面象刀刃一样切入晶体 这个多余原子面的边缘就是刃型位错 半原子面在滑移面以上的称正位错 用 表示 半原子面在滑移面以下的称负位错 用 表示 位错密度 单位体积内所包含的位错线总长度 S V cm cm3或1 cm2 金属的位错密度为104 1012 cm2位错对性能的影响 金属的塑性变形主要由位错运动引起 因此阻碍位错运动是强化金属的主要途径 减少或增加位错密度都可以提高金属的强度 3 面缺陷 晶界与亚晶界晶界是不同位向晶粒的过度部位 宽度为5