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金属材料
第一章金属的性能
金属材料的性能包含使用性能和工艺性能。
使用性能:
指金属材料在使用条件下所表现出来的性能,包括物理性能(如密度,熔点,导热性,导电性,热膨胀性,磁性等),化学性能(如耐腐蚀性,抗氧化性等),力学性能等。
工艺性能:
指金属在制造加工过程中反映出来的各种性能。
第一节金属的力学性能
1.力学性能:
指金属在外力作用下所表现出来的性能,包括强度,塑性,硬度,冲击韧性及疲劳强度等。
2.载荷:
根据作用性质不同分静载荷
冲击载荷
交变载荷
根据作用形式不同分拉伸载荷
压缩载荷
弯曲载荷
剪切载荷
扭转载荷
3.金属的变形:
弹性变形
塑性变形
4.内力:
金属受外力作用时,为保持其不变形,在材料内部作用着与外力相对抗的力。
5.应力:
单位面积上的内力.
σ=F/S
σ---应力Pa,1Pa=1N/m2。
当面积用mm2时,则应力单位可用MPa
1Mpa=106Pa
F——外力,N
S----截面积,mm2
一.强度:
金属在静载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。
强度根据载荷作用方向不同可分为抗拉强度(σb),抗压强度(σbc),抗弯强度(σbb),抗剪强度(τb)和抗扭强度(τt),一般情况多以抗拉强度作为判断金属强度高度的指标。
1.拉伸试样:
拉伸试样的形状一般有圆形和矩形两类。
国家标准(GB/T397-1986)中,对试样的形状、尺寸及加工要求均有明确的规定。
下图所示为圆形拉伸试样。
图中d0是试样直径,l0为标距长度,根据标距长度与直径之间的关系,试样可分为长试样(l0=10d0)和短试样(l0=5d0)。
2.力-伸长曲线
拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线叫做力-伸长曲线,也称为拉伸曲线图。
图1-3是低碳钢的力-伸长曲线,图中纵坐标表示力F,单位N;横坐标表示伸长量△L,单位mm。
图中明显地表现出下面几个变形阶段:
(1)Oe—弹性变形阶段:
试样变形完全是弹性变形(随载荷的存在而产生、载荷的去除而消失的变形)。
Fe为试样能恢复到原始形状和尺寸的最大拉伸力。
(2)es---屈服阶段:
当载荷超过Fe再卸载时,试样的伸长只能部分恢复,而保留一部分残余变形。
这种不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。
当载荷增加至Fs时,图上出现平台或锯齿状,这种在载荷不增加或略有减少的情况下,试样还继续伸长的现象叫屈服。
Fs称为屈服载荷。
屈服后,材料开始出现明显的塑性变形。
(3)sb---强化阶段:
在屈服阶段以后,欲使试样继续伸长必须不断加载。
随着塑性变形增大,试样变形抗力也逐渐增加,这种现象称为形变强化(或称加工硬化),此阶段试样的变形是均匀发生的。
Fb为试样拉伸试验时的最大载荷。
(4)bz---缩颈阶段(局部塑性变形阶段):
当载荷达到最大值Fb后,试样的直径发生局部收缩,称为缩颈。
由于试样缩颈处横截面积的减小,试样变形所需的载荷也随之降低,这时伸长主要集中在缩颈部位,直至断裂。
工程上使用的金属材料,多数没有明显的屈服现象。
有些脆性材料,不仅没有屈服现象,而且也不产生缩颈,如铸铁等图1-4为铸铁的力---伸长曲线。
3.强度指标
(1)屈服点:
在拉伸试验过程中,载荷不增加(保持恒定),试样能继续伸长的应力称为屈服点,用符号σs表示,计算公式:
σs=Fs/So其中:
σs—屈服点,MpaFS—屈服时的载荷N
So—试样原始横截面积mm2
对于无明显屈服现象的金属材料,按国标GB/T228—1987规定可用规定残余伸长应力σ0.2表示。
σ0.2表示试样卸除载荷后,其标距部分的残余伸长率达到0.2%时的应力,也称为屈服强度。
其计算公式:
σ0.2=F0.2/SOσ0.2—规定残余伸长应力;MpaF0.2—残余伸长率达到0.2%时的载荷
So—试样原始横截面积mm2
屈服点σs和规定残余伸长应力σ0.2都是衡量金属材料塑性变形抗力的指标。
机械零件在工作时如受力过大,则因过量的塑性变形而失效。
当零件工作时所受的应力,低于材料的屈服点或残余伸长应力,则不会产生过量的塑性变形。
材料的屈服点或残余伸长应力越高,允许的工作应力也越高,则零件的截面尺寸及自身重量就可以减小。
因此,材料的屈服点或残余伸长应力是机械零件设计的主要依据,也是评定金属材料性能的重要指标。
(2)抗拉强度:
材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度,用符号σb表示.计算公式如下:
σb=Fb/Soσb—抗拉强度,MpaFb—试样拉断前所能承受的最大载荷,NSo—试样原始横截面积,mm2
零件在工作中所承受的应力,不允许超过抗拉强度,否则会产生断裂,σb也是机械零件设计和选材的重要依据。
二塑性
断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。
塑性指标也是由拉伸试验测得的,常用伸长率和断面收缩率来表示。
1.伸长率
试样拉断后,标距长度与原始标距长度的百分比称为伸长率,用δ表示。
计算公式如下:
δ=(L1-L0)/L0×100%
L1——试样拉断后的标距,mm
L0——试样的原始标距,mm
δ——伸长率%
必须说明,同一材料的试样长度不同,测得的伸长率不同的。
长、短试样的伸长率分别用符号δ10和δ5表示,习惯上δ10也写成δ
2.断面收缩率
试样拉断后,缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率,用符号ψ表示。
计算公式:
ψ=(S0-S1)/S0×100%
ψ——断面收缩率,%
S0——原始横截面积,mm
S1——试样拉断后缩颈处横截面积,mm
金属材料的伸长率和断面收缩率数值越大,表明材料的塑性越好。
塑性好的金属可以发生大量的塑性变形而不破坏,易于通过塑性变形加工成复杂形状的零件,例如,工业纯铁的δ可达50%,ψ可达80%,可以拉制细丝,轧制薄板等。
铸铁的δ几乎为零,所以不能进行塑性加工。
塑性好的材料,在受力过大时,首先产生塑性变形而不致发生突然断裂,因此比较安全。
三.硬度
材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的内力称为硬度。
硬度是各种零件和工具必须具备的性能指标。
机械制造业所用的刀具、量具、模具等,都应具有足够的硬度,才能保证使用性能和寿命。
机械零件如齿轮等,也要求有一定的硬度,以保证足够的耐磨性和使用寿命。
因此硬度是金属材料重要的力学性能之一。
硬度值又可以间接地反映金属的强度及金属在化学成分金相组织和热处理工艺上的差异,而与拉伸试验相比,硬度试验简便易行,因而硬度试验应用十分广泛。
硬度测试的方法很多,最常用的有布氏硬度实验法、洛氏硬度实验法和维氏硬度试验法三种
1.布氏硬度
(1)布氏硬度的测试原理:
使用一定直径的球体(钢球或硬质合金球),以规定的试验力压入试样表面,经规定保持时间后卸去实验力,然后测量表面压痕直径来计算硬度如图2-5所示。
图1-5布氏硬度实验原理图
布氏硬度值使用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来表示,用符号HBS(HBW)来表示。
布氏硬度值按下式计算:
HBS(HBW)=F/S=0.102×2F/πD(D-√D2-d2)
HBS(HBW)——用钢球(或硬质合金球)试验时的布氏硬度值
F——试验力,N
S——球面压痕面积,mm
D——球体直径,mm
d——压痕平均直径,mm
从上式中可以看出,当试验力(F)压头球体直径(的)一定时,布氏硬度仅与压痕直径(d)的大小有关。
D越小,布氏硬度值越大,也就是硬度越高。
相反,d越大,布氏硬度值越小硬度越低。
通常布氏硬度值不标出单位。
在实际应用中,布氏硬度一般不用计算,而是用专用的刻度放大镜量出压痕直径(d),根据压痕直径的大小,再从专门的硬度表中查出相应的布氏硬度值
(2)。
布氏硬度的表示方法:
符号HBS(HBW)之前的数字为硬度值,符号后面按以下顺序用数字表示实验条件:
1)。
球体直径
2)。
试验力
3)。
试验力保持时间(10—15秒不标注)
例如170HBS10/1000/30表示直径10mm的钢球,在9807N的试验力作用下,保持30秒时测得的布氏硬度值为170。
530HBW5/750表示直径5mm的硬质合金球,在7355N的试验力作用下,保持10--15秒时测得的布氏硬度值为530。
做布氏硬度试验时,压头球体的直径(D)试验力(F)及试验力保持时间(t)应根据被测量金属材料的种类、硬度值的范围及金属的厚度进行选择。
常用压头球体的直径(D)有1,2,2.5,5和10mm五种,试验力在9807N----29.42KN范围内,二者之间关系见表1-1.试验力保持时间(t)一般黑色金属为10—15秒,有色金属为30秒;布氏硬度值小于35时为60秒。
表1-1根据材料和布氏硬度范围选择实验条件
材料
布氏硬度
F/D2
钢和铸铁
<140
≥140
10
30
铜及合金
<35
35—130
≥130
5
10
30
轻金属及其合金
<35
35—80
≥80
2.5(1.25)
10(5或15)
10(15)
铅、锡
1.25
(1)
1当实验条件允许时,应尽量选用直径为10mm的球。
2当有关标准没有明确规定时,应使用无括号的F/D2值。
(3)。
应用范围及优缺点:
布氏硬度主要用于测定灰铸铁有色金属各种软刚等硬度不很高的材料。
测量布氏硬度采用的试验力大,球体直径也大,因而压痕直径也大,因此能较准确地反映出金属材料的平均性能。
另外,由于布氏硬度与其他力学性能(如抗拉强度)之间存在着一定的近似关系,因而在工程上得到广泛应用。
测量布氏硬度的缺点使操作时间长,对不同的材料需要不同的压头和试验力,压痕测量较费时;在进行高硬度材料试验时由于钢球本身的变形会使材料结果不准确。
因此,用钢球压头材料时,材料硬度必须小于450;用硬质合金球压头时,材料硬度值必须小于650。
又因其压痕较大,不宜材料成品及薄件。
2.洛氏硬度
(1)洛氏硬度材料原理:
洛氏硬度试验采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头,压入金属表面后,经规定保持时间后卸去主试验力,以测量的压痕深度2来计算洛氏硬度值。
图1-6是用金刚石压头进行洛氏硬度试验的示意图。
测量时,先加初试验力F0,压入深度为h1目的是为消除因零件表面不光滑而造成的误差。
然后再加注试验力F1,在总试验力(F0+F1)的作用下,压头压入深度为h2。
卸去主试验力,由于金属弹性变形的恢复使压头回升到h3的位置,则有主试验力所引起的塑性变形的压痕深度e=h3-h1,显然e值越大,被测金属的硬度越低,为了符合数值越大,硬度越高的习惯,将一个常数K减去e来表示硬度的大小,并用0.002mm压痕深度作为一个硬度单位,由此获得洛氏硬度值,用符号HR表示。
即洛氏硬度值按下列公式计算:
HR=(K-e)/0.002
HR——洛氏硬度值
K——常数。
用金刚石圆锥体压头进行试验时K为0.2mm;用钢球压头试验时,K为0.26mm。
e——压痕深度mm。
洛氏硬度没有单位,试验时硬度值直接从硬度计的表盘上读出。
(2)常用洛氏硬度标尺及适用范围:
为了用一台硬度计测定从软到硬不同金属材料的硬度,可采用不同的压头和总试验力组成几种不同的洛氏硬度标尺,每一种标尺用一个字母在洛氏硬度符号HR后面加以注明。
常用的洛氏硬度标尺是A,B,C三种,其中C标尺应用最为广泛。
三种洛氏硬度标尺的实验条件和适用范围见表1-2。
表1-2常用洛氏硬度标尺的实验条件和适用范围
硬度标尺
压头类型
总试验力N
硬度值有效范围
应用举例
HRC
120°金刚石圆锥体
1471.0
20—67HRC
一般淬火钢件
HRB
φ1.588mm钢球
980.7
25—100HRB
软刚,退火钢,铜合金等
HRA
120°金刚石圆锥体
588.4
60—85HRA
硬质合金,表面淬火钢
各种不同标尺的洛氏硬度值不能直接进行比较,但可以试验测得的换算表(见附录3)相互比较。
洛氏硬度表示方法如下:
符号HR前面的数字表示硬度值,HR后面的字母表示不同的洛氏硬度的标尺。
例如45HRC表示用C标尺测定的洛氏硬度值为45。
(3)优缺点:
洛氏硬度试验的优点时操作简单迅速,能直接从刻度盘上读出硬度值;压痕较小,可以测定产品和较薄工件;测试的硬度范围大,可测从很软到很硬的金属材料。
其缺点:
压痕较小,材料的内部组织不均匀时,硬度数值波动较大,测量值的代表性差,通常需要在不同部位测试数次,取其平均值来代表金属材料的硬度。
3.维氏硬度
维氏硬度试验原理基本上和布氏硬度试验相同:
将相对面夹角为136。
的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力压入试样表面,经规定保持时间后卸除试验力,用测量压痕对角线的长度来计算硬度,如图1-8所示。
维氏硬度用符号HV表示。
计算公式如下:
HV=0.1891F/d2
HV——维氏硬度
F——试验力N
d——压痕两对角线长度算术平均值,mm
图1-8维氏硬度试验原理示意图
在实际工作中,维氏硬度同布氏硬度一样,不用计算,而是根据压痕对角线长度,从表中直接查出。
维氏硬度试验所用的试验力在49.03—980.7N范围内变动,而小负荷维氏硬度试验力范围为1.96—49.03N,显微维氏硬度试验试验力范围为9.807×10-2—1.96N.
维氏硬度值表示方法与布氏硬度相同,例如640HV30表示294.2N试验力,保持10-15S(可省略不标),测定的维氏硬度值为640.
维氏硬度因试验时所加的试验力小,压入深度较浅,故可测量较薄的材料;也可测量表面渗碳渗氮层的硬度。
因维氏硬度具有连续性(10—10000HV)故可测定很软到很硬的各种金属材料的硬度,且准确性高。
维氏硬度试验的缺点是测量压痕对角线的长度较繁;压痕小,对试件表面质量要求较高。
四冲击韧性
许多机械零件在工作中,往往要受到冲击载荷的作用,如活塞销、锤杆、冲模和锻模等制造这类零件所用的材料,其性能指标不能单纯用静载荷作用下的指标来衡量,而必须材料抵抗冲击载荷的能力。
金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。
目前,常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定金属材料的冲击韧性。
1.冲击试样
为了使试验结果可以相互比较,必须采用标准试样。
冲击试验的类型很多,可根据国家标准有关规定来选择。
常用的试样有10mm×10mm×55mm的U形缺口和V形缺口试样,其尺寸如图1-9和图1-10所示。
2.冲击试验的原理和方法
冲击试验是利用能量守恒原理:
试样被冲断过程中吸收的能量等于摆锤冲击试验前后的势能差。
冲击试验:
将待测的金属材料加工成标准试样,然后放在试验机的支座上,放置时试样缺口应背向摆锤的冲击方向,如图1-11a所示。
再将具有一定重量G的摆锤升至一定的高度H1(1-11b)使其获得一定的势能(GH1),然后使摆锤自由落下,将试样冲断。
摆锤的剩余势能为(GH2)。
试样被冲断时所吸收的能量既是摆锤冲断试样所做的功,称为冲击吸收功,用符号Ak表示。
其计算公式如下:
Ak=GH1-GH2=G(H1-H2)
式中Ak——冲击吸收功,J
G——摆锤的重量,N
H1——摆锤的初始高度,m
H2——试样冲断后,摆锤回升的高度,m
冲击吸收功(Ak)除以试样缺口处截面积(S0),即得到材料的冲击韧性,用符号αk表示。
其计算公式如下:
αk=Ak/S0
式中αk——冲击韧性J/cm2
Ak——冲击吸收功,J
S0——试样缺口处截面积,cm2
冲击韧性是冲击试样缺口处单位横截面积上的冲击吸收功。
冲击韧性越大,表明材料的冲击韧性越好。
必须说明的是,使用不同类型的试样(V形缺口或U形缺口)进行试验时,其冲击吸收功应分别标为Akv或Aku,冲击韧性则标为αkv或αku。
3.小能量多次冲击试验
实践表明,承受冲击载荷的机械零件,很少因一次大能量冲击而遭破坏,绝大多数是在一次冲击不足以使零件破坏的小能量多次冲击下而破环的,如凿岩机风镐上的活塞、冲模的冲头等.它们的破坏是由于多次冲击损伤的积累,导致裂纹的产生与扩展的结果,根本不同于一次冲击的破环过程。
对于这样的零件,用冲击韧性来作为设计依据显然是不符合实际的。
实践表明,一次冲击韧度高的材料,小能量多次冲击抗力不一定高,反过来一样。
如大功率柴油机曲轴是用孕育铸铁制成的,它的冲击韧度接近于零,而在长期使用中未发生断裂。
因此,需要采用小能量多次冲击试验来检验这类金属的抗冲击性能。
小能量多次冲击测试的原理如图1-12所示。
试样在冲头多次冲击下断裂,经受冲击次数(N)代表金属的抗冲击能力。
实践证明,金属材料受大能量的冲击作用时,其冲击抗力主要取决于冲击韧度αk的大小,而在小能量多次冲击条件下,其冲击抗力主要取决于材料的强度和塑性。
五疲劳强度
1.疲劳的概念
许多机械零件,如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等,爱工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化,这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力(也称循环应力)。
在交变应力作用下,虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点,但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。
疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。
据统计,在机械零件失效中大约有80﹪以上属于疲劳破坏,而且疲劳破坏前没有明显的变形,所以疲劳破坏经常造成重大事故。
3.疲劳破坏的特征
尽管交变载荷有各种不同的类型,但疲劳破坏有以下共同点:
(1)疲劳断裂时并没有明显的宏观塑性变形,断裂前没有预兆,而且突然破坏;
(2)引起疲劳断裂的应力很低,常常低于材料的屈服点;
(3)疲劳破坏的宏观断口有两部分组成,即疲劳裂纹的策源地及扩展区(光滑部分)和最后断裂区(粗糙部分)如图1-13所示
机械零件之所以产生疲劳断裂,是由于材料表面或内部有缺陷(夹杂、划痕、显微裂纹等),这些地方的局部应力大于屈服点,从而产生局部塑性变形而导致开裂。
这些显微裂缝随应力循环次数的增加而逐渐扩展,直至最后承载的截面减少到不能承受所加载荷而突然断裂。
4.疲劳曲线和疲劳极限
疲劳曲线是指交变应力与循环次数的关系曲线,如图1-14所示。
曲线表明,金属承受的交变应力越小,则断裂前的应力循环次数N越多,反之,则N越少。
从图1-14可以看出,当应力达到σ5时,曲线与横坐标平行,表示应力低于此值时,试样可以经受无数此周期循环而不破坏,此应力值称为材料的疲劳极限。
疲劳极限是金属材料在无限多次交变应力作用下而不破坏的最大应力。
显然疲劳极限的数值愈大,材料抵抗疲劳破环的能力愈强。
当应力为对称循环时(图1-15),疲劳极限用符号σ-1表示。
实际上,金属材料不可能作无数次交变载荷试验。
对于黑色金属一般规定应力循环107周次而不断裂的最大应力为疲劳极限,有色金属不锈钢等取108周次。
金属的疲劳极限受到很多因素的影响,如工作条件、表面状态、材料成分、组织及残余内应力等。
改善零件的结构形式降低零件表面粗糙度及采取各种表面强化的方法,都能提高零件的疲劳极限。
以下将力学性能的基本指标及其含义小结于表1-3
表1-3常用的力学性能指标及其含义
力学性能
性能指标
含义
符号
名称
单位
强度
σb
σs
σ0.2
抗拉强度
屈服点
规定残余伸长应力
MPa
MPa
MPa
试样拉断前所能承受的最大应力
拉伸过程中,力不断增加(保持恒定)试样能继续伸长时的应力
残余伸长率大0.2%时的应力
塑性
δ
ψ
伸长率
断面收缩率
标距的伸长与原始标距的百分比
缩颈处横截面积的缩减量与原始截面积的百分比
硬度
HBS(HBW)
HRC
HRB
HRA
HV
布氏硬度值
C标尺洛氏硬度值
B标尺洛氏硬度值
A标尺洛氏硬度值
维氏硬度值
球形压痕单位面积上所承受的平均压力
用洛氏硬度相应的标尺刻度满程与压痕深度之差计算的硬度值
正四棱锥形压痕单位面积上所承受的平均压力
冲击韧性
αk
冲击韧性
J/cm2
冲击试样缺口处单位横截面积上的冲击吸收功
疲劳强度
σ-1
疲劳强度
MPa
试样承受无数次(或给定次)对称循环应力不断裂的最大应力
第二节金属的工艺性能
工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力,它包括铸造性能,锻造性能,焊接性能和切削加工性能等。
工艺性能直接影响到零件制造工艺和质量,是选材和制定零件工艺路线时必须考虑的因素之一。
一铸造性能
金属和合金在铸造工艺中获得优良铸件的能力称为铸造性能。
衡量铸造性能的主要指标有流动性,收缩性和偏析倾向等。
1.流动性
熔融金属的流动能力称为流动性,它主要受金属化学成分和浇注温度等的影响。
流动性好的金属容易充满铸型,从而获得外观完整,尺寸准确轮廓清晰的铸件。
2.收缩性
铸件在凝固和冷却过程中,其体积和尺寸减小的现象称为收缩性。
铸件收缩不仅影响尺寸精度,还会使铸件产生缩孔,疏松,内应力,变形和开裂等缺陷,故用于铸造的金属其收缩率越小越好。
3.偏析倾向
金属凝固后,内部化学成分和组织的不均匀现象称为偏析。
偏析严重时能使铸件各部分的力学性能有很大差异,降低了铸件的质量。
这对大型铸件的危害更大。
二锻造性能
用锻造成型方法获得优质锻件的难易程度称为锻造性能,锻造性能的好坏主要同金属的塑性和变形抗力有关。
塑性越好,变形抗力越小,金属的锻造性能越好。
例如黄铜和铝合金在室温状态下就有良好的锻造性能;碳钢在加热状态下锻造性能较好;铸铁则不能锻造。
三.焊接性能
焊接性能是指金属材料对焊接加工的适应性,也就是在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度。
对碳钢和低合金钢,焊接性主要同金属材料的化学成分有关(其中碳的影响最大)。
如低碳钢具有良好的焊接性,高碳钢,铸铁的焊接性能较差。
四.切削加工性能
切削加工金属材料的难易程度称为切削加工性能。
切削加工性能一般工件切削后的表面粗糙度及刀具的寿命来衡量。
影响切削加工性能的因素主要有工件的化学成分,组织状态,硬度,塑性,导热性和形变硬化等。
一般认为金属材料具有硬度(170——230HBS)和足够的脆性时较易切削。
所以铸铁比钢切削加工性能好,一般碳钢比合金钢切削加工性能好。
改变钢的化学成分和进行适当的热处理,是改善钢的切削加工性能的重要途径。
、
第二章金属的结构与结晶
不同的金属材料具有不同的力学性能,即使同一种金属材料,在不同的条件下其性能也是不同的,金属性能的这些差异,从本质上来说,是由其内部结构所决定的,因此,掌握金属的内部结构及其对金属性能的影响,对于选用和加工金属材料,具有非常重要的意义。
第一节金属的晶体结构
一.晶体与非晶体
在物质内部,凡原子呈无序堆积状况的,称为非晶体,例如普通玻璃,松香,树脂等,均属非晶体。
相反凡原子呈有序,有规则排列的物体称为晶体。
金属在固态下一般均属于晶体。
晶体与非晶体,由于原子排列方式不同,他们的性能也有差异。
晶体具有固定的熔点,其性能呈各向异性;非晶体没有固定熔点,而表现为各向同性。
二.晶体结构的概念
1.晶格与晶胞
晶体内部原子是按一定的几何规律排列的。
为了便于理解,吧原子看成是一个小球,则金属晶体就是由这些小球有规律地堆积的物体,如图2-1所示。
为了形象地表示晶体中原子排列的规律,可以将原子简化成一个点。
用假想的线将这些点连接起来,构成由明显规律性的空间格架。
这种表示原子在晶体中排列规律的空间格架叫做晶格,如图2-2a所示。
由此可见,晶格是由许多形状,大小相同的最小几何单元重复堆积而成的,能够完整地反映晶格特征的最小
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