工程材料02(金属与合金的晶体结构)
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晶格常数： a = b = c； α=β=γ= 90° 密排方向（原子排列最紧密的方向） ： 立方体的对角线方向 原子半径：
r
3 4
a
属于bcc晶格的金属主要有： α-Fe、Cr、 W、 Mo、V等
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
2、面心立方晶格（fcc）
晶格常数： a = b = c； α=β=γ= 90° 密排方向： 立方体表面的对角线方向 原子半径：
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
2、金属化合物
——合金组元之间发生相互作用而形成一种新相，也称为中间相。
金属化合物的晶格类型和性能均不同于任一组元，一般可以用分子式大 致表示其组成。 例如：渗碳体（Fe3C ），参阅《教材》P30。
金属化合物一般具有复杂的晶格结构，其性能特点是熔点高、硬而脆。 因此，在金属材料中，金属化合物一般不作为基体相，而是作为第二相存在。 在合金中，当金属化合物以细小的颗粒状形式均匀地分布（弥散分布） 在固溶体基体上时，导致合金材料的强度、硬度和耐磨性明显提高，但塑性 和韧性会有所下降—— 弥散强化（第二相强化/析出强化）。 综上所述，在工业生产中，可以调整固溶体的溶质含量和金属化合物的 数量、大小、形态及分布状况（材料的内部组织结构），从而使合金的力学 性能发生改变，以满足生产中的不同使用要求。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
3、晶格常数 —— 用来描述晶胞大小与形状的几何参数。 三条棱长： a、b、c 三条棱的夹角： α、β、γ 对于简单立方晶胞： 棱长a=b=c 夹角 α= β= γ= 90°
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
第二节 纯金属的晶体结构
一、典型的晶格类型
2、致密度 ——晶胞中原子所占的体积与晶胞体积之比，用来衡量 原子在晶格中排列的紧密程度。（致密度越大，原子排列的紧密程度越高）
bcc: fcc: hcp:
4 3a 3 2 ( ) 3 4 0.68 3 a 4 2a 3 4 ( ) 3 4 0.74 3 a 4 a 6 ( )3 3 2 0.74 2 1 6 ( 2 a sin 60 ) 1.633 a
刃型位错
螺型位错
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
（2） 位错密度 位错密度ρ—— 单位体积中位错线的总长度。 单位为 cm-2 (cm/cm3)
ρ= S/V (S—晶体中位错线的总长度；V——晶体的体积）
实际金属材料中，位错是大量存在的。 例如，变形铝合金中 ρ
∝
1012 cm-2 = 107 km/cm3。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
第四节 实际金属的晶体结构
与理想晶体相比，工业生产中使用的实际金属一般都是多晶体，而且晶体 内部往往存在许多晶体缺陷，对实际金属的性能产生很大的影响。
一、多晶体与亚组织
P32
理想晶体内部的原子是按某一固定规律排列的，晶体内部的晶格位向完 全一致，这种晶体称为单晶体。单晶体必须采用特殊工艺制作才能获得，它对 外表现出各向异性。
各种晶体由于其晶格类型和晶格常数不同，往往呈现出不同的物理、 化学及力学性能。除少数金属具有复杂晶格外，大多数晶体结构比较简单， 典型的晶格结构主要有以下三种： 1、体心立方晶格（bcc） 2、面心立方晶格（fcc） 3、密排六方晶格（hcp）
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
1、体心立方晶格（bcc）
在点缺陷的附近，周围原子偏离了原来的平衡位置，产生了晶格畸变， 由于晶格畸变会阻碍位错移动，导致晶体的强度、硬度提高——固溶强化。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
2、线缺陷 —— 位错
在晶体中的某处，一列或若干列原子发生了有规律的错排现象，称为位错。 （1） 位错的分类 位错分为 刃型位错 和 螺型位错 两类。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
注： 对某晶面指数（h k l）和某晶向指数[u v w] 若： h=u, k=v, l=w 则： 晶面⊥晶向 若： h*u+k*v+l*w=0 则： 晶面∥晶向
3. 晶面族/晶向族 （了解内容） ——晶体中原子排列相同但指数不同的所有晶面 / 晶向的集合。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
2、晶向和晶向指数
晶向 —— 晶体中任意两个原子连线所指的方向。 晶向指数 —— 表示晶向的空间指向的参数。
晶向指数的确定方法： P28
（1）设定坐标系（坐标系的原点应于晶向矢量的箭尾）； （2）晶向上任取一点，求该点的坐标值； （3）化为最小整数比，各数之间用空格分开； （4）将各整数列入方括号[ ]。
在多晶体中，相邻晶粒之间的分界处称为晶界。由于晶界位于两晶粒间的 过渡带，原子排列不规则，产生晶格畸变，阻碍位错移动，使材料的塑性变形 抗力增大。细化材料的晶粒，可以使材料的晶界面积显著提高，从而提高材料 的强度和硬度—— 细晶强化。 同时，由于晶界处原子排列不规则，原子间隙较大，所以晶界处原子能量 较高，杂质容易聚集，导致：晶界处容易被腐蚀；晶界处的熔点较低等等。
第二章
金属与合金的晶体结构
第一节 晶体的基本知识
金属材料一般都是晶体，具有晶体的特性。
一、晶体
——内部原子呈规则排列的物质。 晶体材料（单晶体）的特性： ①具有固定的熔点。
②具有规则的几何外形。
③具有“各向异性”。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
二、晶格、晶胞和晶格常数
1、晶格 ——描述晶体中原子排列规律的空间点阵。将原子的振动中心抽象为 一几何点，再用直线的连接表示原子之间的相互作用。 2、晶胞 ——由于晶格排列具有周期性，研究晶格时，取出能代表晶格特征的 最小基本单元即称为晶胞。
合金 —— 由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的， 具有金属特性的物质。 例如：黄铜(Cu+Zn)、 碳钢（Fe+C） 组元 —— 组成合金的最基本、独立的物质（一般可以理解为组成合金的 元素）。 例如：碳钢的组元是Fe和C元素，为二元合金。 合金系 —— 组元相同，但配制比例不同的所有合金系列。 相 —— 合金中，具有同一化学成分且结构相同，相互以界面分开的均匀 组成部分。 组织 —— 合金材料的微观形貌，组织可由单个相或多个相组成。 （了解相和组织的关系）
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
二、合金的基本相结构
由于组元之间的相互作用不同，合金的相结构分为固溶体和金属化合物两大类。
1、固溶体 ——固态下，组元间相互溶解而形成的均匀相。
固溶体的晶格结构与其中某一组元的晶格结构相同，该组元称为溶剂， 其它组元为溶质。在固溶体中，一般溶剂含量较多，而溶质含量较少。 （1）固溶体的分类： 间隙固溶体 —— 溶质占据溶剂晶格中的间隙位置。 置换固溶体 —— 溶质占据溶剂晶格中的结点位置。
如图所示，在位错移动时，由于不需整个晶体上下两部分的原子同时发生 相对移动，而每次只需位错中心附近的少数原子作微量运动，那么位错移动所 需临界切应力很小，因此实际金属的强度比理想晶体（无位错）的强度要低很 多 —— “位错易动性”。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
3、面缺陷 —— 晶界和亚晶界
金属材料是靠原子间金属键结合起来的。 金属键——金属材料内部，呈一定规律排列的 正离子与公有化的自由电子靠库仑力结合起来，这 种结合力即为金属键。 （正离子+公有电子云、 无方向性、非饱和性）
金属材料的性能特点： 1、良好的导电、导热性。 3、良好的塑性
2、正的电阻温度系数 4、不透明、有金属光泽
《工程材料及应用》
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
（2）、固溶强化
P30
—— 在固溶体中，随着溶质的加入，导致固溶体的晶格发生畸变，（晶格 畸变会阻碍位错移动），使塑性变形的抗力增大，结果使金属材料的强度、硬 度提高。 固溶强化在显著提高金属材料的强度、硬度的同时，仍能保持较高的塑性 和韧性，因此是强化金属材料的重要途径之一。 由于固溶体具有较好的力学性能，合金材料都是以固溶体作为基体相的。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
二、典型晶格结构的相关参数
1、晶胞原子数 —— 一个晶胞内所拥有的原子个数。 bcc: fcc:
1 8 1 2 8 1 1 8 6 4 8 2
hcp:
1 1 12 2 3 6 6 2
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
r
2 4
a
属于fcc晶格的金属主要有： γ-Fe、Cu、Al、Au、Ag等。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
3、密排六方方晶格（hcp）
晶格常数： a = b≠ c c / a =1.633 α=β= 90° γ= 120°
密排方向：
顶面的对角线方向 原子半径：
a r 2
属于hcp晶格的金属主要有： Mg、Zn、Be等
如： fcc晶体原子排列最紧密的晶向族为〈1 1 0〉 该晶向族包括： [1 1 0]、 [1 0 1]、 [0 1 1]
……
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
四、晶体的各向异性
在单晶体中，由于不同晶面或晶向上原子排列的紧密程度不同，原子 间的作用力也不相同，故晶体在不同方向上就表现出不同的力学性能和理化 性能—— 晶体的 “各向异性” 。
《工程材料及应Biblioteka Baidu》
第二章
金属与合金的晶体结构
三、晶面和晶向
1、晶面和晶面指数 晶面 —— 晶体中各原子所组成的平面。 晶面指数 —— 表示晶面空间位向的参数。 晶面指数的确定方法： P27
（1）沿晶胞的棱边设定坐标系（坐标系的原点应于晶面之外）； （2）求晶面在各棱边上的截距； a 2a ∞ （3）将各截距值得取倒数； 1/a 1/2a 0 （4）化为最小整数比，各数之间用空格分开； 2 1 0 （5）将各整数列入圆括号（）。 （2 1 0）
位错对金属性能的影响：
A、位错密度与金属的强度的关系： 从图中可以看出，当金属处于退火状态时强 度是最低的；理想晶体（无位错）的强度很高； 金属产生冷加工变形时，由于位错密度提高，使 金属的强度和硬度提高 ——加工硬化/ 形变强化。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
B、“位错易动性”
金属材料的塑性变形实际上是通过位错的运动来实现的。
实际金属材料一般都是多晶体，内部包含了许 多颗粒状的小晶粒，每个晶粒内部的位向是一致的， 但各个晶粒彼此之间的位向各不相同。因此，实际 金属材料的性能的宏观表现仍为各向同性。
实际金属的晶体内部，其晶格也并不完全一致，而是存在 许多尺寸更小、位向差也更小的小晶块，这些小晶块称为亚晶粒 /亚组织。（了解内容）
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
二、晶体的缺陷
实际金属中的原子排列并不完全规则和完整，而是存在大量的晶体缺陷 （原子排列不规则的现象）。这些晶体缺陷的存在，对实际晶体的性能具有很 大的影响，金属材料的塑性变形和各种强化机理都与晶体缺陷密切相关。
1、点缺陷 —— 空位、间隙原子和置换原子
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
3、（了解） 配位数 —— 晶格中与任一原子紧靠，且距离相等的 原子的个数，也用来衡量原子在晶格中排列的紧密程度。
（晶体原子的配位数越大，原子排列的紧密程度越高）
bcc: 配位数为8个； fcc: 配位数为12个； hcp: 配位数为12个； 因此：由上述致密度和配位数可知， fcc和hcp晶格中原子排列比较 紧密，而bcc晶格中原子排列相对较松散。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
金属材料的性能特点
一般地，金属材料与非金属材料相比，金属材料具有良好的力学性能，而且 工艺性能也较好。即使都是金属材料，不同成分和不同状态下的性能也会有很大 的差异。造成这些性能差异的主要原因是材料内部结构不同，因此掌握金属与合 金的内部结构特点，对于合理选材具有重要意义。
但是，实际金属材料一般都是多晶体，内部包含许多小晶体，各个小 晶体的位向各不相同，因此金属材料的性能的宏观表现仍为各向同性。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
第三节 合金的晶体结构
纯金属一般具有良好的导电性、导热性等，但纯金属种类有限，提炼困难， 机械（力学）性能较差，因此在工业生产中更多使用合金材料，以满足生产中 多品种、高性能的要求。 一、合金的基本概念 P29
r
3 4
a
属于bcc晶格的金属主要有： α-Fe、Cr、 W、 Mo、V等
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
2、面心立方晶格（fcc）
晶格常数： a = b = c； α=β=γ= 90° 密排方向： 立方体表面的对角线方向 原子半径：
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
2、金属化合物
——合金组元之间发生相互作用而形成一种新相，也称为中间相。
金属化合物的晶格类型和性能均不同于任一组元，一般可以用分子式大 致表示其组成。 例如：渗碳体（Fe3C ），参阅《教材》P30。
金属化合物一般具有复杂的晶格结构，其性能特点是熔点高、硬而脆。 因此，在金属材料中，金属化合物一般不作为基体相，而是作为第二相存在。 在合金中，当金属化合物以细小的颗粒状形式均匀地分布（弥散分布） 在固溶体基体上时，导致合金材料的强度、硬度和耐磨性明显提高，但塑性 和韧性会有所下降—— 弥散强化（第二相强化/析出强化）。 综上所述，在工业生产中，可以调整固溶体的溶质含量和金属化合物的 数量、大小、形态及分布状况（材料的内部组织结构），从而使合金的力学 性能发生改变，以满足生产中的不同使用要求。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
3、晶格常数 —— 用来描述晶胞大小与形状的几何参数。 三条棱长： a、b、c 三条棱的夹角： α、β、γ 对于简单立方晶胞： 棱长a=b=c 夹角 α= β= γ= 90°
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
第二节 纯金属的晶体结构
一、典型的晶格类型
2、致密度 ——晶胞中原子所占的体积与晶胞体积之比，用来衡量 原子在晶格中排列的紧密程度。（致密度越大，原子排列的紧密程度越高）
bcc: fcc: hcp:
4 3a 3 2 ( ) 3 4 0.68 3 a 4 2a 3 4 ( ) 3 4 0.74 3 a 4 a 6 ( )3 3 2 0.74 2 1 6 ( 2 a sin 60 ) 1.633 a
刃型位错
螺型位错
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
（2） 位错密度 位错密度ρ—— 单位体积中位错线的总长度。 单位为 cm-2 (cm/cm3)
ρ= S/V (S—晶体中位错线的总长度；V——晶体的体积）
实际金属材料中，位错是大量存在的。 例如，变形铝合金中 ρ
∝
1012 cm-2 = 107 km/cm3。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
第四节 实际金属的晶体结构
与理想晶体相比，工业生产中使用的实际金属一般都是多晶体，而且晶体 内部往往存在许多晶体缺陷，对实际金属的性能产生很大的影响。
一、多晶体与亚组织
P32
理想晶体内部的原子是按某一固定规律排列的，晶体内部的晶格位向完 全一致，这种晶体称为单晶体。单晶体必须采用特殊工艺制作才能获得，它对 外表现出各向异性。
各种晶体由于其晶格类型和晶格常数不同，往往呈现出不同的物理、 化学及力学性能。除少数金属具有复杂晶格外，大多数晶体结构比较简单， 典型的晶格结构主要有以下三种： 1、体心立方晶格（bcc） 2、面心立方晶格（fcc） 3、密排六方晶格（hcp）
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
1、体心立方晶格（bcc）
在点缺陷的附近，周围原子偏离了原来的平衡位置，产生了晶格畸变， 由于晶格畸变会阻碍位错移动，导致晶体的强度、硬度提高——固溶强化。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
2、线缺陷 —— 位错
在晶体中的某处，一列或若干列原子发生了有规律的错排现象，称为位错。 （1） 位错的分类 位错分为 刃型位错 和 螺型位错 两类。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
注： 对某晶面指数（h k l）和某晶向指数[u v w] 若： h=u, k=v, l=w 则： 晶面⊥晶向 若： h*u+k*v+l*w=0 则： 晶面∥晶向
3. 晶面族/晶向族 （了解内容） ——晶体中原子排列相同但指数不同的所有晶面 / 晶向的集合。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
2、晶向和晶向指数
晶向 —— 晶体中任意两个原子连线所指的方向。 晶向指数 —— 表示晶向的空间指向的参数。
晶向指数的确定方法： P28
（1）设定坐标系（坐标系的原点应于晶向矢量的箭尾）； （2）晶向上任取一点，求该点的坐标值； （3）化为最小整数比，各数之间用空格分开； （4）将各整数列入方括号[ ]。
在多晶体中，相邻晶粒之间的分界处称为晶界。由于晶界位于两晶粒间的 过渡带，原子排列不规则，产生晶格畸变，阻碍位错移动，使材料的塑性变形 抗力增大。细化材料的晶粒，可以使材料的晶界面积显著提高，从而提高材料 的强度和硬度—— 细晶强化。 同时，由于晶界处原子排列不规则，原子间隙较大，所以晶界处原子能量 较高，杂质容易聚集，导致：晶界处容易被腐蚀；晶界处的熔点较低等等。
第二章
金属与合金的晶体结构
第一节 晶体的基本知识
金属材料一般都是晶体，具有晶体的特性。
一、晶体
——内部原子呈规则排列的物质。 晶体材料（单晶体）的特性： ①具有固定的熔点。
②具有规则的几何外形。
③具有“各向异性”。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
二、晶格、晶胞和晶格常数
1、晶格 ——描述晶体中原子排列规律的空间点阵。将原子的振动中心抽象为 一几何点，再用直线的连接表示原子之间的相互作用。 2、晶胞 ——由于晶格排列具有周期性，研究晶格时，取出能代表晶格特征的 最小基本单元即称为晶胞。
合金 —— 由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的， 具有金属特性的物质。 例如：黄铜(Cu+Zn)、 碳钢（Fe+C） 组元 —— 组成合金的最基本、独立的物质（一般可以理解为组成合金的 元素）。 例如：碳钢的组元是Fe和C元素，为二元合金。 合金系 —— 组元相同，但配制比例不同的所有合金系列。 相 —— 合金中，具有同一化学成分且结构相同，相互以界面分开的均匀 组成部分。 组织 —— 合金材料的微观形貌，组织可由单个相或多个相组成。 （了解相和组织的关系）
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
二、合金的基本相结构
由于组元之间的相互作用不同，合金的相结构分为固溶体和金属化合物两大类。
1、固溶体 ——固态下，组元间相互溶解而形成的均匀相。
固溶体的晶格结构与其中某一组元的晶格结构相同，该组元称为溶剂， 其它组元为溶质。在固溶体中，一般溶剂含量较多，而溶质含量较少。 （1）固溶体的分类： 间隙固溶体 —— 溶质占据溶剂晶格中的间隙位置。 置换固溶体 —— 溶质占据溶剂晶格中的结点位置。
如图所示，在位错移动时，由于不需整个晶体上下两部分的原子同时发生 相对移动，而每次只需位错中心附近的少数原子作微量运动，那么位错移动所 需临界切应力很小，因此实际金属的强度比理想晶体（无位错）的强度要低很 多 —— “位错易动性”。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
3、面缺陷 —— 晶界和亚晶界
金属材料是靠原子间金属键结合起来的。 金属键——金属材料内部，呈一定规律排列的 正离子与公有化的自由电子靠库仑力结合起来，这 种结合力即为金属键。 （正离子+公有电子云、 无方向性、非饱和性）
金属材料的性能特点： 1、良好的导电、导热性。 3、良好的塑性
2、正的电阻温度系数 4、不透明、有金属光泽
《工程材料及应用》
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
（2）、固溶强化
P30
—— 在固溶体中，随着溶质的加入，导致固溶体的晶格发生畸变，（晶格 畸变会阻碍位错移动），使塑性变形的抗力增大，结果使金属材料的强度、硬 度提高。 固溶强化在显著提高金属材料的强度、硬度的同时，仍能保持较高的塑性 和韧性，因此是强化金属材料的重要途径之一。 由于固溶体具有较好的力学性能，合金材料都是以固溶体作为基体相的。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
二、典型晶格结构的相关参数
1、晶胞原子数 —— 一个晶胞内所拥有的原子个数。 bcc: fcc:
1 8 1 2 8 1 1 8 6 4 8 2
hcp:
1 1 12 2 3 6 6 2
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
r
2 4
a
属于fcc晶格的金属主要有： γ-Fe、Cu、Al、Au、Ag等。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
3、密排六方方晶格（hcp）
晶格常数： a = b≠ c c / a =1.633 α=β= 90° γ= 120°
密排方向：
顶面的对角线方向 原子半径：
a r 2
属于hcp晶格的金属主要有： Mg、Zn、Be等
如： fcc晶体原子排列最紧密的晶向族为〈1 1 0〉 该晶向族包括： [1 1 0]、 [1 0 1]、 [0 1 1]
……
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
四、晶体的各向异性
在单晶体中，由于不同晶面或晶向上原子排列的紧密程度不同，原子 间的作用力也不相同，故晶体在不同方向上就表现出不同的力学性能和理化 性能—— 晶体的 “各向异性” 。
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第二章
金属与合金的晶体结构
三、晶面和晶向
1、晶面和晶面指数 晶面 —— 晶体中各原子所组成的平面。 晶面指数 —— 表示晶面空间位向的参数。 晶面指数的确定方法： P27
（1）沿晶胞的棱边设定坐标系（坐标系的原点应于晶面之外）； （2）求晶面在各棱边上的截距； a 2a ∞ （3）将各截距值得取倒数； 1/a 1/2a 0 （4）化为最小整数比，各数之间用空格分开； 2 1 0 （5）将各整数列入圆括号（）。 （2 1 0）
位错对金属性能的影响：
A、位错密度与金属的强度的关系： 从图中可以看出，当金属处于退火状态时强 度是最低的；理想晶体（无位错）的强度很高； 金属产生冷加工变形时，由于位错密度提高，使 金属的强度和硬度提高 ——加工硬化/ 形变强化。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
B、“位错易动性”
金属材料的塑性变形实际上是通过位错的运动来实现的。
实际金属材料一般都是多晶体，内部包含了许 多颗粒状的小晶粒，每个晶粒内部的位向是一致的， 但各个晶粒彼此之间的位向各不相同。因此，实际 金属材料的性能的宏观表现仍为各向同性。
实际金属的晶体内部，其晶格也并不完全一致，而是存在 许多尺寸更小、位向差也更小的小晶块，这些小晶块称为亚晶粒 /亚组织。（了解内容）
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第二章
金属与合金的晶体结构
二、晶体的缺陷
实际金属中的原子排列并不完全规则和完整，而是存在大量的晶体缺陷 （原子排列不规则的现象）。这些晶体缺陷的存在，对实际晶体的性能具有很 大的影响，金属材料的塑性变形和各种强化机理都与晶体缺陷密切相关。
1、点缺陷 —— 空位、间隙原子和置换原子
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
3、（了解） 配位数 —— 晶格中与任一原子紧靠，且距离相等的 原子的个数，也用来衡量原子在晶格中排列的紧密程度。
（晶体原子的配位数越大，原子排列的紧密程度越高）
bcc: 配位数为8个； fcc: 配位数为12个； hcp: 配位数为12个； 因此：由上述致密度和配位数可知， fcc和hcp晶格中原子排列比较 紧密，而bcc晶格中原子排列相对较松散。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
金属材料的性能特点
一般地，金属材料与非金属材料相比，金属材料具有良好的力学性能，而且 工艺性能也较好。即使都是金属材料，不同成分和不同状态下的性能也会有很大 的差异。造成这些性能差异的主要原因是材料内部结构不同，因此掌握金属与合 金的内部结构特点，对于合理选材具有重要意义。
但是，实际金属材料一般都是多晶体，内部包含许多小晶体，各个小 晶体的位向各不相同，因此金属材料的性能的宏观表现仍为各向同性。
《工程材料及应用》
第二章
金属与合金的晶体结构
第三节 合金的晶体结构
纯金属一般具有良好的导电性、导热性等，但纯金属种类有限，提炼困难， 机械（力学）性能较差，因此在工业生产中更多使用合金材料，以满足生产中 多品种、高性能的要求。 一、合金的基本概念 P29