工程材料 密排面和密排方向

1、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

2、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

3、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

4、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，

5、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1041012/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