第1章金屬和合金的晶體結構
1.1金屬原子的結構特點：最外層的電子數很少，一般為1～2個，不超過3個。
金屬鍵的特點：沒有飽和性和方向性
結合力：當原子靠近到一定程度時，原子間會產生較強的作用力。結合力＝吸引力＋排斥力結合能＝吸引能＋排斥能（課本圖1.2）
吸引力：正離子與負離子（電子雲）間靜電引力，長程力
排斥力：正離子間，電子間的作用力， 短程力
固態金屬原子趨於規則排列的原因：當大量金屬原子結合成固體時，為使固態金屬具有最低的能量，以保持其穩定狀態，原子間也必須保持一定的平衡距離。
1.2晶體：基元在三維空間呈規律性排列。晶體結構：晶體中原子的具體排列情況，
也就是晶體中的這些質點在三維空間有規律的週期性的重複排列方式。
晶格：將陣點用直線連線起來形成空間格仔。晶胞：保持點陣幾何特徵的基本單元
三種典型的金屬晶體結構（要會畫晶項指數，晶面指數）
共帶面：平行或相交於同一直線的一組晶面組成乙個晶帶，這一組晶面叫做共帶面
晶帶軸：同一晶帶中所有晶面的交線互相平行，其中通過座標原點的那條直線。
多晶型轉變或同素異構轉變：當外部的溫度和壓強改變時，有些金屬會由一種晶體結構向另一種晶體結構轉變。
1.3合金：兩種或兩種以上金屬元素，或金屬元素與非金屬元素，經熔煉、燒結或其它方法組合而成並具有金屬特性的物質。
組元：組成合金最基本的獨立的物質，通常組元就是組成合金的元素。相：
是合金中具有同一聚集狀態、相同晶體結構，成分和效能均一，並以介面相互分開的組成部分 。固溶體：合金的組元通過溶解形成一種成分及效能均勻的、且結構與組元之一相同的固相，稱為固溶體。
與固溶體結構相同的組元為溶劑，另一組元為溶質。
固溶體的分類：按溶質原子在溶劑晶格中的位置：置換固溶體與間隙固溶體。
按溶質原子在固體中的溶解度：分為有限固溶體和無限固溶體 。按溶質原子在固溶體內分布規則：
分為有序固溶體和無序固溶體
固溶強化：在固體溶液中，隨著溶質濃度的增加，固溶體的強度、硬度提高，塑性韌性下降。
間隙相：當非金屬原子半徑與金屬原子半徑的比值小於0.59時，將形成具有簡單晶體結構的金屬間化合物。間隙化合物：與間隙相相反（比值大於0.59）。
1.4點缺陷：⑴空位 ⑵間隙原子 ⑶置換原子。
線缺陷：線缺陷就是各種型別的位錯。它是指晶體中的原子發生了有規律的錯排現象。
（刃型位錯 、螺型位錯、混合型位錯）滑移向量：表示位錯的性質，晶格畸變的大小的物理量（刃型位錯的柏氏向量與其位錯線相垂直；螺形位錯的柏氏向量與其位錯線平行。）。
面缺陷：晶體的面缺陷包括晶體的外表面（表面或自由介面）和內介面兩類，其中的內介面又有晶界、亞晶界、
小角度晶界、大角度晶界：兩相鄰晶粒位向差小於或大於10°
相介面的結構有三類：共格介面、半共格介面、非共格介面
習題3 、5做一下
第2章純金屬的結晶
2.1結晶：結晶是指從原子不規則排列的液態轉變為原子規則排列的晶體狀態的過程。
同素異構轉變：金屬從一種固態過渡為另一種固體晶態的轉變
過冷度：理論結晶溫度與實際結晶溫度之差。過冷是結晶的必要條件。（金屬不同過冷度也不同，金屬純度越高過冷度越大。過冷度的速度取決於，冷卻速度越大過冷度越大實際潔淨無度越低，反之）
金屬結晶:孕育—出現晶核—長大—金屬單晶體
2.2從液體向固體的轉變使自由能下降. 液態金屬結晶時，結晶過程的推動力是
自由能差降低（△f）是自由能增加，阻力是自身放熱
2.3近程有序：在液體中的微小範圍內，存在著緊密接觸規則拍了的的原子集團。
遠端有序：在大範圍內原子時無序分布的，在晶體中大範圍內卻是有序排列的。
結構起伏或相起伏：近程有序在金屬液體中各處瞬間出現、瞬間消失、此起彼伏、變化不定的現象。液態金屬重要特點：存在著相起伏，只有在過冷液體中的相起伏才能成為晶胚。
2.4固態晶核兩種形核方式：均勻形核（是指完全依靠液態金屬中的晶胚形核的過程）
非均勻形核（是指晶胚依附於液態金屬中的固態雜質表面形核的過程）。
晶核半徑與△g的關係：當 rr＝rk時,△g最大，這樣的晶胚稱為臨界晶核，rk為臨界晶核半徑。
r>rk時,晶胚成為穩定的晶核。臨界晶核半徑：晶胚剛好可以自發的長大成為穩定地晶核時的半徑叫做臨界晶核半徑
均勻形核是在過冷液態金屬中，依靠結構起伏形成大於臨界晶核的晶胚，同時必須從能量起伏中獲得形核功，才能形成穩定的晶核。形核功：半徑為臨界晶核半徑的晶胚繼續長大成為穩定晶核所需要做的最小功
形核率n受兩個矛盾的因素控制，一方面隨過冷度增大， rk 、 減小，有利於形核；另一方面隨過冷度增大，原子從液相向晶胚擴散的速率降低，不利於形核。形核率可用下式表示：n=n1n2
2.5決定晶體長大方式和長大反方式主要原因：晶核介面結構、介面附近的溫度分布及潛熱的釋放和逸散條件。生長線速度：單位時間內晶體長大的線速度。
活性質點：滿足點陣匹配原理的介面，可對形核起催化作用。
變質處理：在澆注前往液態金屬中加入形核劑，促進大量非均勻形核來細化晶粒的方法
變質劑：能提供結晶核心，或起阻止晶粒長大的作用的物質。
晶體長大的機制：二維晶核長大機制、螺形位錯長大機制、垂直長大機制。常溫下，金屬晶粒越細小，則強度硬度越高，塑性韌性也越好
細化晶粒的方法：（1）提高過冷度。降低澆鑄溫度，提高散熱導熱能力適用於小件。
（2）化學變質處理，加入形核劑（孕育劑）。促進非均勻形核，阻礙晶粒長大。（3）振動和攪拌。
輸入能量提高形核率；使凝固過程中正在長大的晶體破碎，增加核心。
第3章二元合金相圖和合金的凝固（掌握二元合金圖）
相圖: 是表明合金系中各種合金相的平衡條件和相與相之間關係的一種簡明示圖
平衡: 是指在一定條件下合金系中參與相變過程的各相的成分和質量分數不再變化所達到的一種狀態。影響相結構的因素：1、負電性因素 2、原子尺寸因素 3、電子濃度因素
建立相圖的方法：熱分析法，金相組織法，x射線分析法，硬度法，電阻法，熱膨脹法，
相律：熱力學平衡條件下，系統的組元數、相數和自由度數之間的關係。表示式：f=c-p+2; 壓力為常數時，f=c-p+1。槓槓定律：（書上p67公式牢記）
有序固溶體: 又稱為超點陣，溶質原子按適當比例並按一定順序和一定方向圍繞溶劑原子分布時就形成有序固溶體。
置換固溶體：指溶質原子位於溶劑晶格的某些節點位置所形成的固溶體。
間隙固溶體：溶質原子填入溶劑原子間的一些間隙中形成的固溶體。
晶格畸變：由於異類原子的溶入或塑性變形等原因造成的點陣中的原子偏離其正常平衡位置的現象。
影響固溶度的因素：1、原子尺寸因素 2、負電性因素 3、電子濃度因素 4 、晶體結構因素 5、溫度因素
只有r溶質 / r溶劑<0.59 時，才有可能形成間隙固溶體。
金屬間化合物一般具有高熔點、高硬度、和脆性大。分類：1、正常價化合物 2、電子化合物 3、間隙相合間隙化合物。
固溶體合金結晶兩大特點：1 異分結晶－結晶時結晶出的固相與液相成分不同，也稱為選擇性結晶。2變溫結晶－固溶體合金的結晶需要在一定溫度範圍內進行。
晶內偏析：乙個晶粒內部化學成分不均勻現象。枝晶偏析：樹枝晶的枝幹和枝間化學成分不均勻的現象。消除枝晶偏析：擴散退火或均勻化退火
對偏析的影響：1.與分別配係數k0有關（k0大於1，k0值越小偏析越大；k0大於1，k0越大偏析越大）2.原子擴散（成反比）3.冷卻速度（一般冷卻速度越大偏析越嚴重）
成分過冷：液介面前沿液相中的成分有所差別，導致固液介面前沿的熔體的溫度低於實際液相線溫度，從而產生的過冷。
四種相圖（又要有術記住的）
共晶反應式為ld←→αc+βe共晶反應的特點是發生共晶反應時三相共存，它們各自的成分是確定的，反應在恆溫下平衡的進行。
第四章鐵碳合金
鐵素體：碳溶於α鐵中的間隙固溶體，體心立方晶格，效能與純鐵基本相同，塑性和韌性很好，但其強度很低居里點也是770℃，最大溶碳能力727℃時為0.0218%。
奧氏體：碳溶於γ鐵中的間隙固溶體，麵心立方晶格，塑性很好，但具有順磁性，比容最小。最大溶碳能力1148℃時為2.11%。
δ鐵素體：碳溶於δ-fe中的間隙固溶體。體心立方晶格，最大溶碳能力1495℃時為0.09%。
滲碳體：鐵與碳形成的間隙化合物fe3c。屬正交晶系，複雜立方晶格。具有很高的硬度，但塑性很差，延伸率接近於零，居里溫度為230℃，又稱a0轉變。含碳量6.69%
p110圖4.5 、p119圖4.21（兩圖要求默寫想辦法記住）
第六章金屬及合金的塑性變形與再結晶
取向因子、軟取向、硬位向（書上自己背，有點難打這字）
滑移：晶體的一部分相對於另一部分沿某些晶面和晶向發生滑動時晶體產生塑性變形的方式。滑移線：
經塑性變形，滑移面與晶體表面的交線。滑移系：由乙個滑移面與其面上的乙個滑移方向組成的滑移系。
滑移帶：由一族相互平行的滑移線組成的帶稱為滑移帶。
絲織構：在拉拔時形成，特徵是各晶粒的某一晶向與拉拔方向平行或接近平行。
板織構：在軋制時行成，特徵是各晶粒的某一晶面平行於軋制平面，而某一晶向平行於軋制方向。
孿生：晶體的一部分沿一定的晶面（孿晶面）和一定的晶向（孿生方向），相對於另一部分晶體作均勻的切變過程。
晶界強化的原理：1、由於晶界的增多，使位錯在晶界處運動受到的阻礙加大。2、由於各晶粒間存在位向差，為了協調制形，要求每個晶粒必須進行多滑移，發生位錯的交割，使位錯運動困難。
3、小晶粒內位錯塞積群引起的應力集中小，引起變形開裂的機會少，可以承受大變形量。
加工硬化及原理：金屬材料在外力作用下發生塑性變形的過程中，由位錯增殖機構產生了越來越多的位錯，形成胞狀形變亞結構，使亞晶粒細化，提高了基體強度。同時這些位錯發生相互交割，一方面形成割階，增大了位錯的長度；另一方面可能形成一種使位錯難以運動的固定割階。
成為後續位錯運動的障礙。提高了金屬的變形抗力。使材料的塑性、韌性下降的現象。
殘餘應力分類：（殘餘應力在第
一、二、三類內應力中的分配為：1：10：100）
1、 巨集觀內應力（第一類內應力），由物體各部分變形不均勻產生，在物體整個範圍內處於平衡的力。
2、 微觀內應力（第二類內應力），由晶粒或亞晶粒變形不均勻產生，在晶粒亞晶粒範圍處於平衡的力。
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