| 金屬及合金的結構與結晶 |
| 金屬材料是金屬及其合金的總稱,各種金屬材料的性能，與其內部組織結構的特征有著直接的內在聯系，金屬的結構和結晶-金屬的晶體結構用X射線及電子衍射方法研究金屬結構時發現；金屬晶體靠金屬鍵結合，使金屬原子按一定次序作有規則的排列。晶體中原子規則排列的情況隨金屬種類的不同而異，一般可分為7大晶系14種，原子在空間一般呈格子狀排列，稱為結晶格子或晶格，構成晶格的最小幾何單元稱為晶胞。金屬的性質與其晶格結構有極大關系，晶格類型相同的金屬，一般在性質上也有其共性。最常見的金屬晶體有三種結構形式-體心立方晶格,體心立方晶格的晶胞是一個正立方體，在其八個頂角上和體心處，各有一個金屬原子。鉻、鉬、鎢、釩等金屬都具有這種晶格形式，具有這種晶格結構的金屬一般較硬，延展性較差， |
| 面心立方晶格這種晶格的晶胞也是一個正立方體，但它除在八個頂角處各有一個原子外，在立方體六個表面的中心和體心，還各有一個原子。鋁、銅、鎳、鉛等金屬都具有這種晶格形式，具有這種晶格結構的金屬，一般質地軟，延展性和塑性極好。 密排六方晶格這種晶格的晶胞是一個正六棱柱體，除12個頂角上各有一個原子外，在兩個底面的中心也各有一個原子，晶格內部還均勻分布有三個原子。鈹、鎂，鋅、鎘等金屬都具有這種晶格，這種晶格結構原子排列致密，具有與面心結構相同的性金屬元素中除極少數外，絕大多數金屬的晶體具有上述三種晶格形式。金屬的結晶過程-絕大多數金屬材料，都需經過熔煉鑄錠、軋制等工序才能想想生產上將液態金屬的凝固稱為結晶，這個過程對金屬材料內部的組織結構和性能，有著直接的影響。 |
| 結晶的概念，金屬及合金從液體狀態向固體狀態轉變并形成晶體結構。從內部結構看，結晶就是金屬原子的集結狀態，從不規則排列過渡到按一定幾何形狀作有序排列的過程。金屬液體結晶時，由于其內部產生的結晶潛熱，補償了它向環境散失的熱量，從而使結晶過程保持溫度不變，而當結晶過程完成后，曲線又出現下降段，即固體金屬繼續冷卻，實驗表明，對同―金屬而言，其實際過冷度值與冷卻速度密切相關，冷卻速度越慢，實際結晶溫度越接近理論結晶溫度，過冷度越小，反之，冷卻速度越快，過冷度則越大，結晶的過程液態金屬的結晶過程，是由晶核的形成和成長這樣兩個同時并行的環節組成的，當液態金屬冷卻到一定溫度時，有一些金屬原子會自發聚集在一起形成規則排列的原子集團，成為結晶的核心，簡稱為晶核，一些外來的微細固態質點，也可成為晶核，這些晶核，由于不斷吸附周圍的液體而逐漸長大，同時，新的晶核也不斷產生并長大，直到各晶體彼此相連，液體金屬全部消失，結晶過程即告完成。 |