金属(jīnshǔ)的晶体结构第一节纯金属(jīnshǔ)的晶体结构(一)基本概念(一)基本概念(二)金属(jīnshǔ)中常见的晶格(三)晶格(jīnꞬꞬé)的致密度二纯金属(jīnshǔ)的实际晶体结构(二)晶体(jīngtǐ)中的缺陷(二)晶体(jīngtǐ)中的缺陷(二)晶体(jīngtǐ)中的缺陷第二节合金(héjīn)的晶体结构一、基本概念二合金的金相(jīnxiānꞬ)组织(一)固溶体1．间隙(jiànxì)固溶体：2．置换(zhìhuàn)固溶体有序固溶体，虽然化学元素成比例，但不是化合物。当把它加热到一定温度时就会变成无序固溶体。若是把它再缓慢地冷到这个温度之下又可变为有序的。这个无序到有序的转变过程称固溶体的有序化。固溶体的有序化也会变化。如：硬度(yìngdù)和脆性增加，塑性和电阻率下降等。3.固溶体的溶解度4．影响因溶体的晶体结构和溶解度主要因素目前(mùqián)已被公认的主要因素有：(2)负电性因素：所谓负电性是指某元素的原子从其它元素原子夺取电子而变成负离子的能力。在元素周期表中，两种元素的位置距离愈远，则其负电性差也愈大。两元素负电性愈大，则化学亲合的能力也愈大。它们之间就易于形成(xíngchéng)化合物，而不利于形成(xíngchéng)固溶体，即使形成(xíngchéng)固溶体其溶解度也很小。(3)电子浓度因素：在合金中，价电子数目否与原子数目n之比称为电子浓度。对于固溶体来讲，当溶质原子与溶剂原子的价电子数不相同时，随着溶质原子的进入(jìnrù)，将使固溶体晶格中的电子浓度以及电子云的分布有所改变。并且，随着溶入的溶质数量愈多，电子浓度改变愈大。直至达到某一个极限电子浓度时，此固溶体的晶格结构就不稳定了。将会出现新的相。可见，每种固港体只能稳定的存在于一定的电子浓度范围之内。例如：对于溶剂是一价的，而溶质是高于一份的固溶体，若晶格结构是面心立方，其电子浓度的极限值为l.36。若固溶体具有体心立方晶格则电子浓度的极限值为1.48。(5)温度因素：在一般情况下，固溶体随温度升高其溶解度也增加这可能与固溶体晶格上原子的热振动(zhèndòng)有关。上述五种因素(yīnsù)的综合作用决定了固溶体的种类及其溶解度的大小。如：钢铁中常见的五元素(C、Si、Mn、S、P)与铁元素的关系。C原子半径较小(0.077nm)与过渡族元素Fe在一定的条件下能形成间隙固溶体。C固溶到体心立方的-Fe中形成的间隙固溶体(铁素体)，室温时的溶解度很小(0.0008%)近于零。当温度升高到727°C时获得最大溶解度为0.02%。C固溶到面心立方的-Fe中所形成的间隙固溶体(奥氏体)最大溶解度可达2.11%。Si、Mn、S、P的原子直径远大于C原子的。因而与Fe只能形成置换固溶体。其中Si、Mn与Fe的负电性差及原子尺寸差均较S、P的小，所以，Si、Mn在Fe中的溶解度较大而S、P在Fe中的溶解度较小。尤其是S，它的原子直径与Fe原子直径差约为18%，既不非常大，也不非常小，再加上负电性相差也很大，所以，S几乎不溶于Fe，但与Fe易形成有害化合物FeS。5．固溶体的性能(xìngnéng)当然仅靠固溶强化来提高(tígāo)金属材料的强度和硬度还是很有限的。但是可以在固溶强化工基础上再适当配合其它强化手段，就会使金属材料起到所需的各种强韧巨。其它强化方法要还有：细晶强化、第二相弥散强化、热处理相变强化、加工硬化等。这些强化方法将教材后面的内容中陆续介绍。(二)金属(jīnshǔ)化合物金属化合物一般都具有(jùyǒu)复杂的晶格结构、熔点高、硬而脆。在合金中金属化合物的多少。形态、大小、分布的方式等对合金的性能有不同的影响。若弥散均匀分布可提高合金的强度，硬度和耐磨性，但会降低合金的塑性和韧性。若以网状或大块条状分布，则会严重降低合金的各种力学性能。通过热处理及锻造可以改变金属化合物在合金中的分布状况。按照金属化合物形成的条件可分为三大类：1．正常(zhèngcháng)价化合物2.电子(diànzǐ)化合物电子化合物虽然可以用化学式来表示，然而其化学成分通常并不是一个固定值，而是可以在一定范围内变化的。例如：电子化合物CuZn中Zn的质量分数可以变化的范围是由36.8%到56.5%。这种化学成分不是化学式中标称值的电子化合物，被称为是以这种电子化合物为基的固溶体。其性能与相应的电子化合物相同。电子化合物及其固溶体都是金属键结合，具有明显的金属特性，并且溶点、硬度均较高，塑性很低。在合金(héjīn)中一般不作为基体相，而是以弥散分布的第二相形式来强化合金(héjīn)。在有色金属合金(héjīn)中，它常作为一种强化相与基体的固溶体相相互配合来调整合金(héjīn)的性能。电子化合物