04第四章金属的晶体结构和结晶
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4第4章纯金属的结晶与细晶强化1
• 2.柱状晶区：稳定的凝固壳 层一旦形成，柱状晶就直接 由表面细等轴晶凝固层某些 晶粒为基底向内生长，发展
成由外向内生长的柱状晶区。
枝晶主干取向与热流方向平
行的枝晶生长迅速 。
铸
型
液 态 金 属
柱状晶生长过程的动态演示
• 3.中心粗等轴晶区: 由于结晶潜热的不断放出，散 热速度不断减慢，导致柱状晶生长停止，当心部液
变质处理前
变质处理使组织 细化。变质剂为 硅铁或硅钙合金。
变质处理后
• 3.振动、搅拌等：对正在结晶的金属进行振动或 搅动，一方面可靠外部输入的能量来促进形核， 另一方面也可使成长中的枝晶破碎，使晶核数目 显著增加。
电磁搅拌细化晶粒示意图
超声振动细化晶粒示意图
气轮机转子的宏观组织(纵截面)
细晶的熔模铸件(上)
素偏聚于最终结晶区，造
成宏观上的成分不均匀，
称宏观偏析。适当控制浇
注温度和结晶速度可减轻 宏观偏析。
硫在钢锭中偏析的模拟结果
• ⑶气孔: 气孔是指液态金属中溶解的气体或反应生成 的气体在结晶时未逸出而存留于铸锭(件)中的气泡. 铸锭中的封闭的气孔可在热加工时焊合，张开的气 孔需要切除。铸件中出现气
1400 ℃
1550 ℃
1700 ℃
4.2
4.2.1
冷却曲线与过冷度
冷却曲线
热分析法
1.过冷现象和过冷度
温 度 Tm
雾 凇
理论冷却曲线
Tn
实际冷却曲线
过冷现象 ( supercooling ) 过冷度 ( degree of supercooling
纯金属的冷却曲线
时间
ΔT = Tm – Tn
过冷是结晶的必要条件
金属的晶体结构与结晶
金属的晶体结构与结晶第一节金属的晶体结构固态物质按其原子排列规律的不同可分为晶体与非晶体两大类。
原子呈规则排列的物质称为晶体，如金刚石、石墨和固态金属及合金等，晶体具有固定的熔点，呈现规则的外形，并具有各向异性特征；原子呈不规则排列的物质称为非晶体，如玻璃、松香、沥青、石蜡等，非晶体没有固定的熔点。
一、晶体结构的基本概念在金属晶体中，原子是按一定的几何规律作周期性规则排列。
为了便于研究，人们把金属晶体中的原子近似地设想为刚性小球，这样就可将金属看成是由刚性小球按一定的几何规则紧密堆积而成的晶体。
图2.1 晶体、晶格与晶胞示意图1．晶格为了研究晶体中原子的排列规律，假定理想晶体中的原子都是固定不动的刚性球体，并用假想的线条将晶体中各原子中心连接起来，便形成了一个空间格子，这种抽象的、用于描述原子在晶体中规则排列方式的空间格子称为晶格。
晶体中的每个点叫做结点。
2．晶胞晶体中原子的排列具有周期性的特点，因此，通常只从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的、最小的几何单元来分析晶体中原子的排列规律，这个最小的几何单元称为晶胞。
实际上整个晶格就是由许多大小、形状和位向相同的晶胞在三维空间重复堆积排列而成的。
3．晶格常数晶胞的大小和形状常以晶胞的棱边长度a、b、c及棱边夹角α、β、γ来表示，如图2.1 c)所示。
晶胞的棱边长度称为晶格常数，以埃(Å)为单位来表示(1Å =10-8cm)。
当棱边长度a=b=c，棱边夹角α=β=γ=90°时，这种晶胞称为简单立方晶胞。
由简单立方晶胞组成的晶格称为简单立方晶格。
二、常见金属的晶格类型1．体心立方晶格体心立方晶格的晶胞是一个立方体，其晶格常数a=b=c，在立方体的八个角上和立方体的中心各有一个原子，。
每个晶胞中实际含有的原子数为(1/8)×8+1=2个。
具有体心立方晶格的金属有铬(Cr)、钨(W)、钼(Mo)、钒(V)、α铁(α-Fe)等。
金属的结构与结晶
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之 差：ΔT=T0-Tn 。 过冷是结晶的必要条件。 晶核：形成规则排列的原子集团而成 为结晶的核心。晶核分为自发晶核和外 来晶核两种。
2、结晶过程 液态金属中原子结晶的过程，即晶核 不断地形成及长大的过程，直到液态金 属已全部耗尽，结晶过程也就完成了， 如图所示。
金属的结构 与结晶
一 金属的结晶结构
一、晶体与非晶体 1.非晶体：在物质内部，凡原子呈无序堆积状况 的，称为非晶体。 如：普通玻璃、松香、树脂等。
2.晶体：凡原子呈有序、有规则排列的物质，金 属的固态、金刚石、明矾晶体等。 性能：晶体有固定的熔、沸点，呈各向异性，非 晶体没有固定熔点，而且表现为各向同性。
(2)变质处理 在浇注时向液态金属中加入一定的变 质剂，起到外来晶核的作用，并能在铸 件的整个体积内都能得到均匀细化的晶 粒。 (3)振动 机械振动、超声波振动、电磁振动等， 造成枝晶破碎，使晶粒数量增加，达到 细化目的。 此外，还可以采用热处理和压力加工的 方法，使固态金属的粗晶粒细化。
二、同素异构转变 大多数金属的晶格类型都是一成不变 的，但是，铁、锰、锡、钛等金属的晶 格类型都会随温度的升高或降低而发生 改变。一种固态金属，在不同的温度区 间具有不同的晶格类型的性质称为同素 异构性。
单晶体：一块晶体就是一颗晶粒(晶格排列 方位完全一致)，如图所示。单晶体必须 专门人工制作，如生产半导体元件的单 晶硅、单晶锗等。
单晶体在不同方向上具有不同性能的现 象称为各向异性。 普通金属材料都是多晶体。多晶体的金 属虽然每个晶粒具有各向异性，但由于 各个晶粒位向不同，加上晶界的作用， 这就使得各晶粒的有向性互相抵消，因 而整个多晶体呈现出无向性，即各向同 性。
3、晶粒大小与机械性能的关系 金属结晶后，一般是晶粒愈细，强度、 硬度愈高，塑性、韧性也愈好。铸造生 产中为了得到细晶粒的铸件，常采取以 下几种方法： (1)加快冷却速度 金属结晶过程中过冷度愈大，结晶推动 力增加，生核速率增长要快一些，故过 冷度愈大，晶粒愈细。薄壁铸件的晶粒 较细，厚大的铸件往往是粗晶，铸件外 层的晶粒较细，心部则是粗晶。
金属材料的结构与结晶
只有当溶质原子尺寸较小，溶剂晶格间隙较大时
才能形成间隙固溶体。
例：Fe和C形成间隙固溶体。
间隙固溶体溶解的溶质数量是有限的。
图2-12（ｂ）
图2-12（ａ）
（2）臵换固溶体：溶质原子占据晶格结点位臵而形 成的固溶体。 （图2-12b）
两组元原子尺寸相近时，易形成臵换固溶体。可形
成有限固溶体和无限固溶体。 例：Cr和Ni等合金元素溶入铁中形成的固溶体为臵
立方晶格中的某些晶面立方晶格中的某些晶面100100面面110110面面111111面面立方晶格中的某些晶向立方晶格中的某些晶向111111向向110110向向在同一晶格的不同晶面和晶向上原子排列的疏密在同一晶格的不同晶面和晶向上原子排列的疏密不同因此原子结合力也就不同从而在不同的不同因此原子结合力也就不同从而在不同的晶面和晶向上显示出不同的性能这就是晶体具晶面和晶向上显示出不同的性能这就是晶体具有各向异性的原因
1.晶格：描述原子在晶体中排列方式的空间几何格架。 2.晶胞：反映晶格特征的最小单元。
3. 晶格参数：
晶胞棱边的长度和棱边夹角α、β、γ。
4. 三种典型的金属晶体结构 面心立方晶格、体心立方晶格、密排六方晶格。 面心立方晶格类型的金属有Cu、Al、Ni等，具有良
好的塑性； 密排六方晶格的金属有 Mg、Zn、Be等
Fe3C组成的机械混合物。
机械混合物的性质，基本上是各组成相性能的
平均值。
35 钢的显微组织
机械混合物P
将黑色部分放大，看到指纹状结构。其中白色
基体是Fe与C形成的固溶体， 含碳0.0218% 体 心立方晶格（称为铁素体F）， 黑色条纹为 渗
碳体（Fe3C）。
黑色部分是F与Fe3C形成的机械混合物，称为
金属的晶体结构和结晶
2 影响晶核形成和长大的因素
图2-2 成核速率、长大速度与过冷度的关系
1）过冷度：ΔT大，ΔF大，结晶驱动力大，形核率和
长大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N不G 的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对晶粒细化丌利， 结晶发生困难。 2）变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些合 金，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶 时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒 的处理方法。 3)机械振动、超声波振动、电磁搅拌等。
形核有自发形核和非自发形核两种方式， 自发形核是在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规 则排列的结晶核心；非自发形核是液态金属依附在一些未溶颗粒表 面所形成的晶核，非自发形核所需能量较少，它比自发形核容易得 多，一般条件下，液态金属结晶主要靠非自发形核。
晶体的长大以枝晶状形式迚行的，并丌断地分枝发展。
金属的晶体结构与结晶
讲师：郑欣
本章目的：
1 建立金属晶体结构的理想模型；
2 揭示金属的实际晶体结构；
金属的晶体结构
一、晶体的基本概念
1．晶体 非晶体
所谓晶体是指其原子（离子或分子） 在空间呈规则排列的物体非晶体则反 之。 特点：晶体——①有熔点；②具有各 向异性。如：食盐，冰，金刚石，金 属等。 非晶体——①无熔点；②各向 同性。如：玻璃，松香，沥青等。
本章结束！
体心立方晶格的致密度：
4 3 K 2 a 3 4
3
a 0.68
3
即晶格中有68%的体积被原子占有，其余为空隙。
属于这种体心立方晶格的金属有Fe(＜912℃,α-Fe)、Cr、
Mo、W、V等。
金属晶体结构及结晶
★ 亚晶粒是组成晶粒的尺寸很小，位向差也很小(1 ~2)的小 晶块（或称“亚结构”）。亚晶粒之间的交界面称亚晶界 。亚晶界的原子排列也不规则，也产生晶格畸变。
亚晶界示意图
Cu-Ni 合金中的亚结构
金属的晶体结构
①使实际金属的强度远远小于理想金属 ②晶界处位错密度高，使其局部强度 强度 硬度 塑性 韧性 硬度
金属的晶体结构
（二）晶体学基础
把晶体中每个原子抽象成一个点，用直线连接，构成的空
间格架称为晶格。
组成晶格的最小几何组成单元是晶胞。a、b、c是晶格常 数，单位是10-10m(Å)； 晶胞各边夹角以a、b及g表示。
Z
b g X ba a源自c Y原子排列模型晶
格
晶
胞
简单立方晶体
金属的晶体结构
（二）晶体学基础
物质由原子组成。原子的结 合方式和排列方式决定了物 质的性能。 原子、离子、分子之间的结 合力称为结合键。它们的具 体组合状态称为结构。 自然界中的固态物质按其原 子（或分子、离子）的聚集 状态可分为晶体和非晶体两 大类。
C60
金属的晶体结构
晶体：原子（原子团或离子）在三维空间按一定规则 周期性重复排列的固体。如固态金属、钻石、冰等。 晶体具有各向异性。 非晶体：原子（原子团或离子）在三维空间中无规则 排列的物质，也称为玻璃态。如松香、玻璃、塑料等。
[111]方向上，弹性模量E=290000Mpa ；[001]方向上，弹性模量E=135000Mpa
金属的晶体结构
（五）单晶体的各向异性 单晶体具有各向异性的特征。但工业上 实际应用的金属材料，因为属于多晶体，一
般不具有各向异性的特征。如工业纯铁在任
何方向上其弹性模量E均为2.1×105MPa。
亚晶界示意图
Cu-Ni 合金中的亚结构
金属的晶体结构
①使实际金属的强度远远小于理想金属 ②晶界处位错密度高，使其局部强度 强度 硬度 塑性 韧性 硬度
金属的晶体结构
（二）晶体学基础
把晶体中每个原子抽象成一个点，用直线连接，构成的空
间格架称为晶格。
组成晶格的最小几何组成单元是晶胞。a、b、c是晶格常 数，单位是10-10m(Å)； 晶胞各边夹角以a、b及g表示。
Z
b g X ba a源自c Y原子排列模型晶
格
晶
胞
简单立方晶体
金属的晶体结构
（二）晶体学基础
物质由原子组成。原子的结 合方式和排列方式决定了物 质的性能。 原子、离子、分子之间的结 合力称为结合键。它们的具 体组合状态称为结构。 自然界中的固态物质按其原 子（或分子、离子）的聚集 状态可分为晶体和非晶体两 大类。
C60
金属的晶体结构
晶体：原子（原子团或离子）在三维空间按一定规则 周期性重复排列的固体。如固态金属、钻石、冰等。 晶体具有各向异性。 非晶体：原子（原子团或离子）在三维空间中无规则 排列的物质，也称为玻璃态。如松香、玻璃、塑料等。
[111]方向上，弹性模量E=290000Mpa ；[001]方向上，弹性模量E=135000Mpa
金属的晶体结构
（五）单晶体的各向异性 单晶体具有各向异性的特征。但工业上 实际应用的金属材料，因为属于多晶体，一
般不具有各向异性的特征。如工业纯铁在任
何方向上其弹性模量E均为2.1×105MPa。
金属的晶体结构与结晶
体形式存在。晶体具有各向异性。 非晶体：是指原子呈无序排列的固体。在一定条件下晶体
和非晶体可互相转化。 二、金属的特性 金属晶体中，金属原子以“金属键”的方式结合。金属键
的特点是没有饱和性和方向性。
三、晶体结构的基本概念 晶格：用假想的直线将原子中心连接起来所形成的三维空间格架。 晶胞：能代表晶格原子排列规律的最小几何单元。
轴上的截距。 ② 取三个截距值的倒数并按比例化为最小整数，加圆
括弧，形式为（hkl）。
晶面指数的确定
例一、求截距为、1、晶面的指 数。
截距值取倒数为0、1、0，加圆括 弧得（010）
例二、求截距为2、3、晶面的指 数。
取倒数为1/2、1/3 、 0, 按比例 化为最小整数加圆括弧得（320）
体心立方晶格
原子半径的计算
2．面心立方晶格
面心立方晶格的参数
晶格常数：a
原子个数：4 配位数： 12 致密度：0.74
原子半径：r = 2 a
4
常见金属： -Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等 原子半径：晶胞中原子密度最大方向上相邻原子间距的一半。
3．密排六方晶格
密排六方晶格的参数
例三、画出（112）晶面 取三指数的倒数1、1、1/2, 化成最 小整数为2、2、1，即为X、Y、Z 三坐标轴上的截距
晶向指数：表示晶向的符号称晶向指数。 其确定步骤为：
① 确定原点，建立坐标系， 过原点作所求晶向的平行 线。
② 求直线上任一点的坐标 值并按比例化为最小整数，
加方括弧。形式为[uvw]。
111 : [111]、[111]、[111]、[111]
<111>
和非晶体可互相转化。 二、金属的特性 金属晶体中，金属原子以“金属键”的方式结合。金属键
的特点是没有饱和性和方向性。
三、晶体结构的基本概念 晶格：用假想的直线将原子中心连接起来所形成的三维空间格架。 晶胞：能代表晶格原子排列规律的最小几何单元。
轴上的截距。 ② 取三个截距值的倒数并按比例化为最小整数，加圆
括弧，形式为（hkl）。
晶面指数的确定
例一、求截距为、1、晶面的指 数。
截距值取倒数为0、1、0，加圆括 弧得（010）
例二、求截距为2、3、晶面的指 数。
取倒数为1/2、1/3 、 0, 按比例 化为最小整数加圆括弧得（320）
体心立方晶格
原子半径的计算
2．面心立方晶格
面心立方晶格的参数
晶格常数：a
原子个数：4 配位数： 12 致密度：0.74
原子半径：r = 2 a
4
常见金属： -Fe、Ni、Al、Cu、Pb、Au等 原子半径：晶胞中原子密度最大方向上相邻原子间距的一半。
3．密排六方晶格
密排六方晶格的参数
例三、画出（112）晶面 取三指数的倒数1、1、1/2, 化成最 小整数为2、2、1，即为X、Y、Z 三坐标轴上的截距
晶向指数：表示晶向的符号称晶向指数。 其确定步骤为：
① 确定原点，建立坐标系， 过原点作所求晶向的平行 线。
② 求直线上任一点的坐标 值并按比例化为最小整数，
加方括弧。形式为[uvw]。
111 : [111]、[111]、[111]、[111]
<111>
金属的晶体结构与结晶
晶体缺陷并不是静止不变的，而是随着一定 温度和加工过程等各种条件的改变而变动的
第三节、非金属晶体
• 在晶体中，根据原子间的键不同，一般可分为四类主要晶 体，即金属晶体、离子晶体、共价键晶体和分子晶体。
一、离子键
常见的离子晶体结构如氯化钠晶体结构，这种结构基本上是面 心立方晶格,钠离子失去一个电子成为带正电荷的钠离子，氯离 子获得一个电子成为带负电荷的氯离子。形成离子键。 离子键结合力大，离子晶体的硬度高，但脆性大。
第四节，金属结晶
一、 凝固与结晶的概念
物质由液态冷却转变为固态的过程称为凝固。 如果凝固的固态物质是原子（或分子）作有规则排列的晶体， 则这种凝固又称为结晶。
液态金属与固态金属的主要差别在于：液态金属无 一定形状，易流动，原子间的距离大，但在一定温 度条件下，在液态金属中存在与固态金属的“远程 排列”不同的“近程排列”。
向同性。
2、晶体结构的基本知识
（1）晶格
为了清楚的表明原子在空间的排列规律，人为地将原子看作一个 点，再用一些假想线条，将晶体中各原子的中心连接起来，便形成 了一个空间格子，这种抽象的、用于描述原子在晶体中规则排列方 式的空间几何图形称为结晶格子，简称晶格。晶格中的每个的点称 为结点。晶格中各种不同方位的原子面，称为晶面。
在常温下，晶粒越小，材料的强度越强，塑性、韧性越好
单晶体 其内部的晶格位向完全一致
（二）、晶体的缺陷
晶体内部的某些局部区域，原子的规则排列受到干扰而破坏，不象理想 晶体那样规则和完整。把这些区域称为晶体缺陷。这些缺陷的存在，对金 属的性能（物理性能、化学性能、机械性能）将产生显著影响，如钢的耐 腐蚀性，实际金属的屈服强度远远低于通过原子间的作用力计算所得数值。
金属的结晶构造和结晶过程
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一、晶体与非晶体
1、晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。
长程有序，各向异性。有固定熔点。
2、非晶体：原子在三维空间内不规则排列。
长程无序，各向同性。无固定熔点。
3、在自然界中除少数物质（如普通玻璃、松香、石蜡等） 是非晶体外，绝大多数都是晶体，如金属、合金、硅 酸盐，大多数无机化合物和有机化合物，甚至植物纤 维都是晶体。
➢ 在体心立方晶胞中, 每个角上的原子在晶格中同时 属于8个相邻的晶胞,因而每个角上的原子属于一个 晶胞仅为1/8, 而中心的那个原子则完全属于这个晶 胞。所以一个体心立方晶胞所含的原子数为 2个。
体心立方晶格
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原子半径
❖晶胞中相距最近的两个原子之间距离的一半。 体心立方晶胞中原子相距最近的方向是体对 角线, 所以原子半径与晶格常数a之间的关系 为：
1 538℃
1 394℃
912℃
Lቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
δ－Fe
γ －Fe
α－Fe
(体心)
(面心)
(体心)
转变发生于固态 特点：在一定温度下进行
晶格类型发生变化
形核 ＋ 长大
局部
整体
三、金属的同素异晶转变
纯铁的同素异构转变曲线
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三、金属的同素异晶转变
❖ 金属的同素异晶有一定的转变温度并放出结晶潜 热。
❖ 金属的同素异晶转变具有较大的过冷倾向。
长。
二、金属的结晶过程
晶粒大小及其控制
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细晶强化的基本原理 ↑v形核， ↓v长大
细晶强化的方法 -- 增大过冷度∆T (中、小型零件) ↑形核率， ↓v长大 -- 变质处理 ↑形核率 -- 震动、搅拌结晶 ↓v长大， ↑形核率
第四章 合金的晶体结构与结晶
A 点为纯铅的熔点（ 327℃）； B 点 为纯锡的熔点（232℃）；C 点为共晶点； D点为α 固溶体的最大溶解度点；E点为 β 固溶体的最大溶解度点。 AC 线和 BC 线为液相线，液态合金在 冷却到AC线温度时开始结晶出α 固溶体， 冷却到BC线温度时开始结晶出β 固溶体。 AD线和BE 线为固相线，合金在冷却到 AD 线温度时 α 固溶体结晶终了，冷却到BE 线温度时β 固溶体结晶终了。 DCE 线称为共晶线，液相在冷却到共晶线温度（ 183℃）时将发生共晶 转变，形成由 α 固溶体和β 固溶体组成的两相机械混合物组织，称为共晶 体或共晶组织。C点所对应的温度和成分分别称为共晶温度和共晶成分。DF 线和EG线为溶解度线，分别表示 α 固溶体和β 固溶体的溶解度随温度变化 的规律。 上述相界线将Pb–Sn二元合金相图分成三个单相区 L、α 、β ，三个两 相区L+α 、L+β 、α +β 及一个三相区L+α +β （共晶线DCE）。
第二节 合金的晶体结构
如果将合金加热到熔化状态，组成合金的各个组元可以相互溶解形成 均匀的、单一的液相，但经冷却结晶后，由于各个组元之间的相互作用不 同，在固态合金中将形成不同的相，其原子排列方式也不相同。相的晶体 结构称为相结构，合金中的相结构可分为固溶体和金属化合物两大类。 一、固溶体 当合金由液态结晶为固态时，组元间仍能互相溶解而形成的均匀相称为 固溶体。固溶体的晶体结构与其中某一组元的晶体结构相同，而其它组元的 晶体结构将消失。能够保留晶体结构的组元称为溶剂，晶体结构消失的组元 称为溶质。固溶体分为间隙固溶体和置换固溶体两种。 1．间隙固溶体 若溶质原子在溶剂晶格中并不占据结点位置，而是处于各结点间的空隙 中，则这种形式的固溶体称为间隙固溶体，如图4–1a所示。 2．置换固溶体 若溶质原子代替一部分溶剂原子而占据着溶剂晶格中的某些结点位置， 则这种形式的固溶体称为置换固溶体，如图4–1b所示。
(完整版)4章金属的结构和结晶习题
4章习题l、以下不是晶体的物质有______。
A．钢铁 B．普通玻璃 C．石墨 D．锡青铜答：B2、绝大多数的金属是以下列哪些的晶格形式存在______。
I、体心立方晶格 II、面心立方晶格Ⅲ、正交晶格Ⅳ、密排六方晶格A．I+II+Ⅲ B．II+m+Ⅳ C．I+II+Ⅳ D．I+Ⅲ+Ⅳ答:C3、关于晶体以下说法错误的是______。
A．绝人多数固体物质都是晶体 B．面心立方晶格的金属一般塑性较好C．单晶体各个方向上的物理、化学和力学性能基本一样D．纯铁具有同素异构转变的性质答:C4、关于晶体，以下说法正确的是______。
A绝大多数固体物质都是非晶体B．面心立方晶格的纯铁较体心立方晶格的纯铁强度高C．多晶体各个方向上的物理、化学和力学性能基本一样D．纯铁在室温时具有面心立方晶格类型答：C5、实际金属晶体多为_____晶体，其理化和力学性能在不同方向上表现出______。
A．。
单／各向同性 B．单／各向异性 C．多／各向异性 D．多／各向同性答:D6、实际金属晶体多为多晶体，包含有许多______．还存在大量的______. 答：DA．晶粒／晶体结构B．晶粒／晶体缺陷C．晶块／晶体结构D．晶块／晶体缺陷7、实际金属晶体存在大量的晶体缺陷，按其形态分．主要有______、______、和______。
A．点缺陷／刃型位错／线缺陷 B．点缺陷／线缺陷／面缺陷C．线缺陷／面缺陷／亚晶界 D．面缺陷／亚晶界／晶体缺陷答：B8、金属的结晶过程包含了______和______。
A．晶核不断形成／晶核长大 B．晶粒／晶界C．晶界／亚晶界D．晶核／晶核长大答：A9、同一金属结晶后，晶粒较细的其______. A．强度较高而塑性较差 B．强度较低而塑性较差 C．强度较低而塑性较好 D．强度较高而塑性较好答：D10、金属结晶后,其晶粒的粗细与结晶时______有关。
A．形核率和形核速度 B．形核速度和形核面积C．过冷度 D．品粒度和品核长人速度答：C11、为得到较细的金属晶粒，可采用______、______和附加振动等措施.A．适当减小过冷度，变质处理B．适当增加过冷度／变质处理C．适当增加过冷度／处理变质D．适当减小过冷度／处理变质答：B12、为得到较细的金属晶粒，生产上可采用增加过冷度等措施，对较大的铸件，其过冷度______。
纯金属的晶体结构与结晶
纯金属的结晶都是在一定温度下进行的， 它的结晶过程可用冷却曲线来描述。
1.2 纯金属的结晶
如图所示，纯 金属的冷却曲线上 有一个平台出现， 这个平台所对应的 温度就是纯金属进 行结晶的温度。
1.2 纯金属的结晶
➢ 纯金属的结晶都是 在恒定的温度下进行 的 ➢ 纯金属在无限缓慢 的冷却条件下结晶， 所测得的结晶温度称 为理论结晶温度。
α铬、钨、钼、钒、 α铁、β 钛、铌等
1.1 纯金属的晶体结构
面心立方晶格也属于立方晶系。 晶格中 长＝宽＝高 α＝β＝γ＝９０° 在晶胞的八个角上各有一个原子 立方体的六个面的面心各有一个原子 每个面心立方晶胞中有四个原子
1.1 纯金属的晶体结构 典型的面心立方晶格晶体
γ 铁、铝、铜、镍、金、 银、铂、铑、γ 锰、铅等
工 程 材 料 及 热 处 理
1.1 纯金属的晶体结构
晶体中原子（离子或分子）在空间的排 列方式称为晶体结构。
为了便于描述晶体结构，通常：
将每一个原子抽象为一个点 再把这些点用假想的直线连起来，构成空间格 架，称为晶格。 晶格中由一系列原子所构成的平面称为晶面。 通过两个以上原子间的直线，表示某一原子列 在空间的位向，称为晶向。
1.3 金属的同素异构转变
纯铁 的同素异构 转变特性对 铁碳合金的 组织性能将 有着很大的 影响！
工 程 材 料 及 热 处 理
1.2 纯金属的结晶
晶粒的大小对金属的力学性 能、物理性能和化学性能均有很 大影响。细晶粒组织的金属不仅 强度高，而且塑性和韧性也好。
1.2 纯金属的结晶
实际生产中，细化晶粒的常用手段有：
提高冷却速度 变质处理 附加振动
1.3 金属的同素异构转变
有些金属在固态下，存在着两种或 两种以上的晶格，如铁、钴、钛等金属， 在不同的温度阶段往往表现出不同的晶格 形式。
1.2 纯金属的结晶
如图所示，纯 金属的冷却曲线上 有一个平台出现， 这个平台所对应的 温度就是纯金属进 行结晶的温度。
1.2 纯金属的结晶
➢ 纯金属的结晶都是 在恒定的温度下进行 的 ➢ 纯金属在无限缓慢 的冷却条件下结晶， 所测得的结晶温度称 为理论结晶温度。
α铬、钨、钼、钒、 α铁、β 钛、铌等
1.1 纯金属的晶体结构
面心立方晶格也属于立方晶系。 晶格中 长＝宽＝高 α＝β＝γ＝９０° 在晶胞的八个角上各有一个原子 立方体的六个面的面心各有一个原子 每个面心立方晶胞中有四个原子
1.1 纯金属的晶体结构 典型的面心立方晶格晶体
γ 铁、铝、铜、镍、金、 银、铂、铑、γ 锰、铅等
工 程 材 料 及 热 处 理
1.1 纯金属的晶体结构
晶体中原子（离子或分子）在空间的排 列方式称为晶体结构。
为了便于描述晶体结构，通常：
将每一个原子抽象为一个点 再把这些点用假想的直线连起来，构成空间格 架，称为晶格。 晶格中由一系列原子所构成的平面称为晶面。 通过两个以上原子间的直线，表示某一原子列 在空间的位向，称为晶向。
1.3 金属的同素异构转变
纯铁 的同素异构 转变特性对 铁碳合金的 组织性能将 有着很大的 影响！
工 程 材 料 及 热 处 理
1.2 纯金属的结晶
晶粒的大小对金属的力学性 能、物理性能和化学性能均有很 大影响。细晶粒组织的金属不仅 强度高，而且塑性和韧性也好。
1.2 纯金属的结晶
实际生产中，细化晶粒的常用手段有：
提高冷却速度 变质处理 附加振动
1.3 金属的同素异构转变
有些金属在固态下，存在着两种或 两种以上的晶格，如铁、钴、钛等金属， 在不同的温度阶段往往表现出不同的晶格 形式。
金属晶体结构
T 度 温
ΔT=T0—Tn
T0 Tn
时间t
2、结晶的过程 晶核的形成和长大过程
3、金属结晶后的晶粒大小
一般来说，晶粒愈细，强度和硬度愈 高，同时塑性和韧性也愈好。
晶粒大小控制:
晶核数目: 多—细(晶核长得慢也细)
冷却速度: 快—细(因冷却速度受限,故 多加外来质点)
晶粒粗细对机械性能有很大影响,若 晶粒需细化,则从上述两方面入手.
金属与合金的 晶体结构与结晶
2.1 金属的晶体结构
一、晶体与晶格
固体物质按其原子排列的特征，可分为晶体和 非晶体。
非晶体 原子作不规则的排列，如松香、玻璃、 沥青等。
晶体 原子则按一定次序作有规则的排列，如金 刚石、石墨及固态金属等。
两者的性能差异 ：
晶体具有一定的凝固点和熔点，非晶体没有； 晶体具有各向异性，非晶体各向同性等。
2、面心立方晶格 ba））每原个子体分心布立在方各晶个胞结中点仅及包上含下两4个个原正子六。方 c面）的致中密心度，0另.74外在六方柱体中心还有三个
3、密排六方晶格
原子。 b）每个密排六方晶胞中包含6个原子。
c）致密度0.74
属于这类晶格的金属有：α-Fe、Cr、V、W、Mo等。
属于这类晶格的金属有：γ-Fe、Al、Cu、Pb等。 属于这类晶格的金属有：Mg、Zn等。
2.1.1 晶体结构的基础知识
晶体中原子在空间是按一定规律堆砌排列的。
晶格 为了便于表明晶体内部原子排列的规 律，有必要把原子抽象化，把每个原子看成一个 点，这个点代表原子的振动中心。把这些点用直 线连接起来，便形成一个空间格子，叫做晶格。
结点 晶格中每个点叫结点。
结点
晶胞
晶胞 晶格的最小单元叫做晶胞，它 能代表整个晶格的原子排列规律。
金属材料的晶体结构与结晶
1.2 合金的晶体结构与结晶
1.1.1 合金的晶体结构
合金是指由两种或两种以上的金属元素或由金属元素与非金属元素 组成的具有金属特性的物质。
组成合金的最基本的、独立的单元称为组元。由两个组元组成的合 金称为二元合金，由三个组元组成的合金称为三元合金，由三个以上组 元组成的合金称为多元合金。
合金中结构相同、成分相同和性能一致，并以界面相互隔开的组成 部分称为相。只有一种相组成的合金为单相合金，由两种或两种以上相 组成的合金为多相合金。用金相观察方法，在金属及合金内部看到的相 的形态、数量、大小和分布及相间结合状态称为显微组织。
非晶体
晶体
金属材料的晶体结构与结晶
1.晶体结构的基本知识
图2-1 晶体结构示意图
金属材料的晶体结构与结晶
1.常见的金属晶格类型 常见的金属晶格类型包括体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方
晶格三大类。 1）体心立方晶格 body—centered cubic lattice 特点：b 较好。如：＜912℃ Fe, Cr, Mo, V等。 含有2个原子体积组成。
图2-7 刃型位错示意图
金属材料的晶体结构与结晶
（3）面缺陷。面缺陷是指在晶体中呈面状分布（在两个方向上尺寸很大，在第 三个方向上尺寸很小）的缺陷。常见的面缺陷是晶界和亚晶界。
晶界是位向不同的晶粒间的过渡区，其宽度为5～10个原子间距。晶界区域的晶 粒的位向通过晶界的协调逐步过渡到相邻晶粒的位向，如图2-8（a）所示。亚晶界 是由位向相差很小的亚晶粒组成的，如图2-8（b）所示。晶界和亚晶界的原子排列 都不规则，会产生晶格畸变。因此，晶界和亚晶界均可提高金属的强度，改善塑性 和韧性。
图2-10 液态金属的结晶过程示意图
金属材料的晶体结构与结晶
1.1.1 合金的晶体结构
合金是指由两种或两种以上的金属元素或由金属元素与非金属元素 组成的具有金属特性的物质。
组成合金的最基本的、独立的单元称为组元。由两个组元组成的合 金称为二元合金，由三个组元组成的合金称为三元合金，由三个以上组 元组成的合金称为多元合金。
合金中结构相同、成分相同和性能一致，并以界面相互隔开的组成 部分称为相。只有一种相组成的合金为单相合金，由两种或两种以上相 组成的合金为多相合金。用金相观察方法，在金属及合金内部看到的相 的形态、数量、大小和分布及相间结合状态称为显微组织。
非晶体
晶体
金属材料的晶体结构与结晶
1.晶体结构的基本知识
图2-1 晶体结构示意图
金属材料的晶体结构与结晶
1.常见的金属晶格类型 常见的金属晶格类型包括体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方
晶格三大类。 1）体心立方晶格 body—centered cubic lattice 特点：b 较好。如：＜912℃ Fe, Cr, Mo, V等。 含有2个原子体积组成。
图2-7 刃型位错示意图
金属材料的晶体结构与结晶
（3）面缺陷。面缺陷是指在晶体中呈面状分布（在两个方向上尺寸很大，在第 三个方向上尺寸很小）的缺陷。常见的面缺陷是晶界和亚晶界。
晶界是位向不同的晶粒间的过渡区，其宽度为5～10个原子间距。晶界区域的晶 粒的位向通过晶界的协调逐步过渡到相邻晶粒的位向，如图2-8（a）所示。亚晶界 是由位向相差很小的亚晶粒组成的，如图2-8（b）所示。晶界和亚晶界的原子排列 都不规则，会产生晶格畸变。因此，晶界和亚晶界均可提高金属的强度，改善塑性 和韧性。
图2-10 液态金属的结晶过程示意图
金属材料的晶体结构与结晶
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第四章 金属的晶体结构和结晶
The Crystal structures and crytalization of metals
§4－1 金属的晶体结构
一、晶体 ㈠晶体与非晶体 ⒈定义：内部原子呈周期性有规则排列的物质，称为晶 体.。与之对应的其它物质为非晶体。 ⒉晶体的特点： ① 具有固定的熔点：如纯Fe熔点为1538℃；② 具有各 向异性：在各个方向都不相同（多晶体除外）；③ 内 部原子按一定规律排列(最大特点)；
N G N
G
过冷度
⒉影响晶粒度的因素 晶粒的大小取决两个方面：形核率Ｎ（成核数 /(mm3．秒)） 和长大速度Ｇ（mm/s） ①△Ｔ的影响 ②非自发成核的影响 （变质处理） 在浇注时，向液态金属中加入一定量的变质剂或 孕育剂以形成大量的人工晶核，均匀分布，从 而细化晶粒的方法，称为变质处理（孕育处 理）。 应用：铸造缸套时加Si－Fe、Si－Ca；浇注铝 活塞时加NaCl常用的。 ③振动。
固体下金属在外界条件改变时，由一种晶体结构 （晶格）转变成另一种晶体结构（晶格）的现象，称 为同素异构转变。
２．同素异构转变的意义
① 由于同素异构现象，使金属在不同温度下具 有不同的性能； ② 由于不同的晶体结构，致密度不同，在同素 异构转变时，有体积的变化； ③ 钢、铸铁的成份绝大部份是铁，所以钢、铸 铁也会发生同素异构转变。
㈢ 晶核的长大 长大包含两个方面：即长大方式（对组织有很大 影响）和长大速度。 ① 长大方式 ： ② 长大速度：取决于△Ｔ，△Ｔ大，则Ｖ△长大 。
四、晶粒度及其控制方法 定义：晶粒的大小，称为～。
⒈ 晶粒度与金属机 械性能的关系 晶粒越小，机械 性能（强度，塑性， 韧性等）好，越细 越好。
强韧化处理的途 径之一就是细化晶 粒。
§4－３ 铸锭和焊缝的组织
一、铸锭的组织 ⒈ 表面细晶粒层 ； ⒉ 柱状晶粒层； ⒊ 中心等轴晶粒层。
结论： 铸锭组织不均匀， 晶粒粗大，“内在 质量不均匀” 。
二、铸锭的组织 1. 组织特点： ⑴ 结晶组织方面； ⑵ 化学成分：偏析（比重偏析、晶内偏析）。 ⑶ 物理方面：缺陷、缩孔、气孔等，导致组织 致密度下降。 2. 改善组织的方法： 设法提高内在质量的均匀性。 不能消除,只能减小；一般通过控制结晶过程来 控制晶粒大小，方法见前述。
３.密排六方晶格 正六棱柱体，上、下２个正六方底面，两个底面之间 有３个原子及两个底面的中心各有一个原子。 一个晶胞中的原子数：6×1/6×2+2×1/2＋3＝6（个） 具有这种晶格的金属有：Mg、Zn、Cd等。
三、金属的同素 异构转变（重点）
１．定义： 固态金属在 不同温度或压力 下，具有不同晶 格的现象，称为 同素异构现象。 即相同的元 素，不同的结构。
定义：晶体的某处有一列或若干列原子发生了某种 有规律的错排现象，称为位错。
位错的基本形式： ①刃型位错； ②螺型位错
强度s
理论值
Hale Waihona Puke 加工硬化态退火态 位错密度
位错是金属强化的重要原因。
3. 面缺陷 如晶界。在晶界上，晶格畸变，常有杂质存在， 熔点、耐蚀性都比晶粒内部低。
§4－２ 金属的结晶
一、结晶中的基本概念 结晶：金属由液态凝固成固态晶体的过程，称为～。 理论结晶温度 实际结晶温度：金属实际的结晶Tn总是小于To， Tn这个温度称为～。 过冷：液态金属冷却到理论结晶温度以下的某个温 度才开始结晶的现象，称为过冷。
（二）晶体结构的抽象研究方法
⒈晶格
定义：用以描述原子在晶体中排列规律的空间格子叫 做“晶格”。也称为“空间点阵”。
⒉晶胞
定义：构成晶格的最基本的单元，称为晶胞。
⒊晶格常数： 晶胞各边的尺寸称为晶格常数。 单位A°(1A°=10-8cm) ⒋晶面 晶格中各个方位的原子面称为晶面。 表示晶面的符号称为晶面指数。 ⒌晶向 晶格中各个方向上的原子列称为晶向。沿不同晶向， 原子排列不同，造成各向异性。表示晶向的符号称为 晶向指数。
形核和长大。
晶核：液体中最先出现的作为结晶核心的微小 晶体，称为～。 ㈡ 晶核的形成 1. 自发成核: 条件：① 液态金属很纯净（没有杂质）； ② 有足够大的过冷度。 2. 非自发成核: 需要的能量低，过冷度小。 条件：① 液态金属中存在未溶的固体质点： 杂质或有意加入； ② 固体晶格的类型与金属的晶格类 型相近。
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差，称 为～。
过冷是结晶的必要条件。 冷却速度越大，过冷度越大。
F F Fs FL
T
To
晶体 非晶体
T
Tn To
T
t
二、结晶的能量条件
引入自由能F作为 描述结晶过程的能 量参数。 F，F与T有关。
三、结晶的过程 ㈠ 结晶的基本规律：实际上包含了两个过程：
四、实际金属的晶体结构 （一）多晶体与单晶体 1．晶粒：
一般金属是由许多颗粒组成 的，这些颗粒称为晶粒，晶 粒的尺寸比较小，直径一般 在0.1～0.01mm,有时也很大， 如镀锌板（白铁皮）的晶粒 就很大。单晶体：只有一个 晶粒组成的晶体(人工方法 培殖)； 由多个（无数）晶 粒组成的晶体称为多晶体。
三、焊缝的组织
小结与思考题
１．解释：晶体、晶格、晶胞、晶粒、晶界、 单晶体、多晶体、过冷、过冷度、位错、同 素异构转变、变质（孕育）处理。 ２．常见的晶体结构有哪几种？ 3．实际金属常存有哪些缺陷？对金属的机械性 能有哪些影响？ 4．液体金属发生结晶的必要条件是什么？用哪 些方法可以获得细晶粒？依据是什么？ 5．晶体结晶的规律是什么？ 6．铸锭的组织有哪几层组成？有何特点？ 110 。 7．画出立方晶格的（211）及[221]
二、常见的晶体结构(金属晶格) 1.体心立方晶格 一个晶胞中的原子数：8×1/8 + 1 = 2（个） 具有这种晶格的金属有:室温下的Fe(-Fe)、Cr、W、 Mo、V等。
2.面心立方晶格 一个晶胞中的原子数:8×1/8 + 6×1/2 = 4（个） 具有这种晶格的金属有:高温(912～1394℃）下的 Fｅ(-Fe)、Cu、Al、Ag、Ni等。
2．晶界 两个晶粒之间的过渡区称为晶界。 （二）晶体缺陷 按缺陷的几何形状分为三类： 1. 点缺陷： 三维尺寸都很小。 ①空位； ②间隙原子； ③异类原子（分为杂质和合金化原子）。 两种存在方法： 一种是成为间隙原子；另一种是成为置换原子。 后果：晶格畸变，机械、理化等性能变化。
2. 线缺陷（位错）
The Crystal structures and crytalization of metals
§4－1 金属的晶体结构
一、晶体 ㈠晶体与非晶体 ⒈定义：内部原子呈周期性有规则排列的物质，称为晶 体.。与之对应的其它物质为非晶体。 ⒉晶体的特点： ① 具有固定的熔点：如纯Fe熔点为1538℃；② 具有各 向异性：在各个方向都不相同（多晶体除外）；③ 内 部原子按一定规律排列(最大特点)；
N G N
G
过冷度
⒉影响晶粒度的因素 晶粒的大小取决两个方面：形核率Ｎ（成核数 /(mm3．秒)） 和长大速度Ｇ（mm/s） ①△Ｔ的影响 ②非自发成核的影响 （变质处理） 在浇注时，向液态金属中加入一定量的变质剂或 孕育剂以形成大量的人工晶核，均匀分布，从 而细化晶粒的方法，称为变质处理（孕育处 理）。 应用：铸造缸套时加Si－Fe、Si－Ca；浇注铝 活塞时加NaCl常用的。 ③振动。
固体下金属在外界条件改变时，由一种晶体结构 （晶格）转变成另一种晶体结构（晶格）的现象，称 为同素异构转变。
２．同素异构转变的意义
① 由于同素异构现象，使金属在不同温度下具 有不同的性能； ② 由于不同的晶体结构，致密度不同，在同素 异构转变时，有体积的变化； ③ 钢、铸铁的成份绝大部份是铁，所以钢、铸 铁也会发生同素异构转变。
㈢ 晶核的长大 长大包含两个方面：即长大方式（对组织有很大 影响）和长大速度。 ① 长大方式 ： ② 长大速度：取决于△Ｔ，△Ｔ大，则Ｖ△长大 。
四、晶粒度及其控制方法 定义：晶粒的大小，称为～。
⒈ 晶粒度与金属机 械性能的关系 晶粒越小，机械 性能（强度，塑性， 韧性等）好，越细 越好。
强韧化处理的途 径之一就是细化晶 粒。
§4－３ 铸锭和焊缝的组织
一、铸锭的组织 ⒈ 表面细晶粒层 ； ⒉ 柱状晶粒层； ⒊ 中心等轴晶粒层。
结论： 铸锭组织不均匀， 晶粒粗大，“内在 质量不均匀” 。
二、铸锭的组织 1. 组织特点： ⑴ 结晶组织方面； ⑵ 化学成分：偏析（比重偏析、晶内偏析）。 ⑶ 物理方面：缺陷、缩孔、气孔等，导致组织 致密度下降。 2. 改善组织的方法： 设法提高内在质量的均匀性。 不能消除,只能减小；一般通过控制结晶过程来 控制晶粒大小，方法见前述。
３.密排六方晶格 正六棱柱体，上、下２个正六方底面，两个底面之间 有３个原子及两个底面的中心各有一个原子。 一个晶胞中的原子数：6×1/6×2+2×1/2＋3＝6（个） 具有这种晶格的金属有：Mg、Zn、Cd等。
三、金属的同素 异构转变（重点）
１．定义： 固态金属在 不同温度或压力 下，具有不同晶 格的现象，称为 同素异构现象。 即相同的元 素，不同的结构。
定义：晶体的某处有一列或若干列原子发生了某种 有规律的错排现象，称为位错。
位错的基本形式： ①刃型位错； ②螺型位错
强度s
理论值
Hale Waihona Puke 加工硬化态退火态 位错密度
位错是金属强化的重要原因。
3. 面缺陷 如晶界。在晶界上，晶格畸变，常有杂质存在， 熔点、耐蚀性都比晶粒内部低。
§4－２ 金属的结晶
一、结晶中的基本概念 结晶：金属由液态凝固成固态晶体的过程，称为～。 理论结晶温度 实际结晶温度：金属实际的结晶Tn总是小于To， Tn这个温度称为～。 过冷：液态金属冷却到理论结晶温度以下的某个温 度才开始结晶的现象，称为过冷。
（二）晶体结构的抽象研究方法
⒈晶格
定义：用以描述原子在晶体中排列规律的空间格子叫 做“晶格”。也称为“空间点阵”。
⒉晶胞
定义：构成晶格的最基本的单元，称为晶胞。
⒊晶格常数： 晶胞各边的尺寸称为晶格常数。 单位A°(1A°=10-8cm) ⒋晶面 晶格中各个方位的原子面称为晶面。 表示晶面的符号称为晶面指数。 ⒌晶向 晶格中各个方向上的原子列称为晶向。沿不同晶向， 原子排列不同，造成各向异性。表示晶向的符号称为 晶向指数。
形核和长大。
晶核：液体中最先出现的作为结晶核心的微小 晶体，称为～。 ㈡ 晶核的形成 1. 自发成核: 条件：① 液态金属很纯净（没有杂质）； ② 有足够大的过冷度。 2. 非自发成核: 需要的能量低，过冷度小。 条件：① 液态金属中存在未溶的固体质点： 杂质或有意加入； ② 固体晶格的类型与金属的晶格类 型相近。
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差，称 为～。
过冷是结晶的必要条件。 冷却速度越大，过冷度越大。
F F Fs FL
T
To
晶体 非晶体
T
Tn To
T
t
二、结晶的能量条件
引入自由能F作为 描述结晶过程的能 量参数。 F，F与T有关。
三、结晶的过程 ㈠ 结晶的基本规律：实际上包含了两个过程：
四、实际金属的晶体结构 （一）多晶体与单晶体 1．晶粒：
一般金属是由许多颗粒组成 的，这些颗粒称为晶粒，晶 粒的尺寸比较小，直径一般 在0.1～0.01mm,有时也很大， 如镀锌板（白铁皮）的晶粒 就很大。单晶体：只有一个 晶粒组成的晶体(人工方法 培殖)； 由多个（无数）晶 粒组成的晶体称为多晶体。
三、焊缝的组织
小结与思考题
１．解释：晶体、晶格、晶胞、晶粒、晶界、 单晶体、多晶体、过冷、过冷度、位错、同 素异构转变、变质（孕育）处理。 ２．常见的晶体结构有哪几种？ 3．实际金属常存有哪些缺陷？对金属的机械性 能有哪些影响？ 4．液体金属发生结晶的必要条件是什么？用哪 些方法可以获得细晶粒？依据是什么？ 5．晶体结晶的规律是什么？ 6．铸锭的组织有哪几层组成？有何特点？ 110 。 7．画出立方晶格的（211）及[221]
二、常见的晶体结构(金属晶格) 1.体心立方晶格 一个晶胞中的原子数：8×1/8 + 1 = 2（个） 具有这种晶格的金属有:室温下的Fe(-Fe)、Cr、W、 Mo、V等。
2.面心立方晶格 一个晶胞中的原子数:8×1/8 + 6×1/2 = 4（个） 具有这种晶格的金属有:高温(912～1394℃）下的 Fｅ(-Fe)、Cu、Al、Ag、Ni等。
2．晶界 两个晶粒之间的过渡区称为晶界。 （二）晶体缺陷 按缺陷的几何形状分为三类： 1. 点缺陷： 三维尺寸都很小。 ①空位； ②间隙原子； ③异类原子（分为杂质和合金化原子）。 两种存在方法： 一种是成为间隙原子；另一种是成为置换原子。 后果：晶格畸变，机械、理化等性能变化。
2. 线缺陷（位错）