纯金属的结构
铁碳合金是以铁和碳为基本组元组成的合金,是钢和铸铁的统称,是工业上应用最广泛的金属材料。铁碳合金状态图是表示平衡状态下,不同成分的铁碳合金,在不同温度时所具有的状态或组织的图形,是研究铁碳合金的基础。它对于了解钢铁材艿男阅芎褪褂谩⒅贫ǜ痔材料的热加工工艺有重要的指导意义。
金属材料的性能主要是由它的内部组织结构决定的。因此了解金属的内部组织结构,对于掌握金属材料的性能是非常重要的。
1、晶体与非晶体
固态物质按其原子(或分子)的聚集状态不同分为晶体与非晶体。非晶体的原子是无规则杂乱地堆积的,如松香、玻璃、沥青等,没有固定的熔点,各向同性。晶体的原子l按一定的几何形状作有规律的排列,如金刚石、金属与合金、石墨等,有固定的熔点,各向异性。
2、常见的金属晶格类型
为便于描述晶体内部原子排列的规律,常将每个原子看成一个个点,再把这些点用一些假想的直线连接起来,形成一个空间格子。这样的空间格子称为晶格。每个点称为结点。晶格中能代表原子排列规律的基本几何单元称为晶胞。
金属的晶格类型很多,常p的有三种:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。金属晶格类型不同,其原子排列的紧密程度不同。面心立方和密排六方晶格的原子密度大,体心立方晶格的原子密度小。所以,金属晶格类型的改变将引起金属体积和性能的变化。
3、金属的实际晶体结构
1)多=体结构
晶体内部的晶格位向(即原子排列方向)完全一致的晶体称为单晶体。由许多小晶体组成的晶体称为多晶体。这些小晶体称为晶粒,在每个晶粒的内部晶格位向是一致的,但各个晶粒之间位向不同,相差30°~40°,晶粒与晶粒之间的界面称为晶界。在多晶体材料中,虽然每个晶粒具有各向异性,但不同方向的金属性能是很多位向不同晶粒的平均性能,故多晶体材料表现为各向同性。
2)晶体缺陷
晶体中某些区域的原子规律排列受到破坏,这种区域称为晶体缺陷。晶体缺陷按其几何特征分为缺陷、线缺陷和面缺陷。各种晶体缺陷处及其附近的晶格均处于畸变状态,会使金属的强度和硬度有所提高。