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第二章金屬材料之組織及結晶構造

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第二章金屬材料之組織及結晶構造

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  1. 第二章金屬材料之組織及結晶構造 改進教學計畫編號:教改進-97C-003 計畫主持人:楊慶彬

  2. 2-1 金屬之晶粒及組織 金屬材料的各個經歷的成分、粗細、形狀、方向、相和其分佈的組合,稱為金屬的組織。

  3. 2-1 金屬之晶粒及組織

  4. 2-1 金屬之晶粒及組織 典型的晶粒形狀有下列幾種: 1.多邊型晶粒 2.針狀晶粒 3.柱狀晶粒 4.樹枝狀晶粒 5.伸長型晶粒 6.破碎晶粒

  5. 2-2 金屬之結晶構造

  6. 2-2金屬之結晶構造

  7. 2-2 金屬之結晶構造 最常見的金屬結晶格子有下列三種: 1.體心立方格子 2.面心立方格子 3.六方密格子

  8. 最常見的金屬結晶格子

  9. 最常見的金屬結晶格子

  10. 最常見的金屬結晶格子

  11. 2-3 結晶格子點、方向和平面

  12. 方向A,B,C之米勒指標

  13. 方向A,B,C之米勒指

  14. 單位格子的平面

  15. 單位格子的平面

  16. 例題2-2 試決定圖2-10中,平面A,B,C的米勒指標

  17. 平面A,B,C的米勒指標

  18. 例題2-3 試決定在圖2-13中平面A與B及方向C與D之米勒-布拉菲指標

  19. 例題2-3

  20. 2-4 金屬及合金之平衡圖 物質的狀態是指分子或原子的集合形式。 物質隨溫度變化所發生的變態如下所示:

  21. 2-4 金屬及合金之平衡圖 平衡是一種很特殊的物理或化學現象,欲達成平衡現象有兩個先決條件: (1)物系需為密閉與外界無質量交流。 (2)無論時間久暫溫度需維持一定。 二元合金平衡圖之表示方法 測知金屬或合金變態之方法,最簡單的是熱分析法。

  22. 熱分析裝置

  23. 2-4 金屬及合金之平衡圖

  24. 2-4 金屬及合金之平衡圖

  25. 相律 溫度、壓力、濃度係決定狀態之物理量,亦稱狀態量。此三種狀態量是不能隨便改變的,而必須依照一定的規則(即相律)變化才能保持平衡。 某一物質系在平衡狀態時,其自由度F,成分數n和相數r之間有下列的關係 F=n-r+2

  26. 相律 在大氣壓下相律通常採用下式: F=n-r+1

  27. 合金的固相 合金的固相可分為單金屬、固溶體及金屬間化合物三種形式。 固溶體依其溶質原子在溶劑原子結晶格子內之固溶方式可分為: (1)置換型固溶體 (2)插入型固溶體

  28. 置換型及插入型固溶體

  29. 固溶體內之畸變

  30. 金屬間化合物

  31. 固溶的體平衡圖

  32. 固溶的體平衡圖

  33. 槓桿定律

  34. 槓桿定律 由質量守衡原理,兩相內Ni的含量必等於合金中Ni的總量。 故 Co=Cafa+CLfL 又 fa+Fl=1 由上二式可得

  35. 槓桿定律

  36. 顯微偏析

  37. 顯微偏析

  38. 共晶平衡圖 共晶合金:含61.9%Sn之Pb-Sn合金具有共晶組成,此合金在183℃以上時全為液體,當溫度降到183 ℃時,在E點開始凝固而發生共晶反應 L(成分E) →α(成分C)+β(成分D)

  39. 共晶平衡圖

  40. 共晶平衡圖

  41. 共晶平衡圖

  42. 共晶平衡圖

  43. 典型之共晶組織圖

  44. 共晶組織之晶相圖

  45. 共析反應 共析反應與共晶反應相似,但為固相內的反應,發生共析反應時,由一固體同時析出兩種不同的固體,反應式如下: α→β+γ