第二章 金属的晶体结构与结晶
第一节 金属的晶体结构
一、晶体结构的基本知识
1、晶体与非晶体
晶体的特点是：
①原子在三维空间呈有规则的周期性重复排列。
②具有一定的熔点，如铁的熔点为 1538℃,铜的熔点为
1083℃ 。
③晶体的性能随着原子的排列方位而改变，即单晶体具有各
向异性。
非晶体的特点是：
①原子在三维空间呈不规则的排列。
②没有固定熔点，随着温度的升高将逐渐变软，最终变为有
明显流动性的液体。如塑料、玻璃、沥青 等。
③各个方向上的原子聚集密集大致相同，即具有各向同性。
2、晶格与晶胞
§ 2-1 金属的晶体结构
二、常见金属的晶格类型
①体心立方晶格
每个晶胞原子数 n=8× 1/8+1=2(个 )
属于体心立方晶格类型的金属有 α -Fe（ 912℃ 以下的钝铁）、
铬、钼、钨等
②面心立方晶格
每个晶胞中的原子数为 n=8× 1/8+6× 1/2=4(个 )
属于面心立方晶格类型的金属有 γ -Fe（ 1394－ 912℃ 的钝
铁）、铝、铜、银等。
③密排六方晶格
密排六方晶胞中的原子数 n=12× 1/6+2× 1/2＋ 3=6(个 )
§ 2-1 金属的晶体结构
三、金属的实际晶体结构
① 单晶体与多晶体
单晶体即原子排列得非常整齐，晶格位向完全一致，且无任
何缺陷存在。
多晶体即由许多位向不同的晶体组成，且其内部还存在着多
种晶体缺陷。
② 金属的晶体缺陷
Ⅰ,点缺陷
Ⅱ,线缺陷
Ⅲ,面缺陷
§ 2-1 金属的晶体结构
第二节 金属的结晶
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 。
1、冷却曲线与过冷现象
2、金属的结晶过程
3、晶粒大小对金属力学性能的影响
4、细化晶粒的方法 ① 增加过冷度
② 进行变质处理
③ 附加振动
§ 2-2 金属的结晶
第三节 合金的晶体结构与结晶
一、合金的基本概念
1、合金
合金是指由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的具有
金属特性的物质。
2、组元
组成合金的基本的物质称为组元。
3、合金系
给定组元按不同比例可以配制一系列不同成分的合金，构成一个合金系。
4、相
相是指在金属组织中化学成分、晶体结构和物理性能相同的组分。
5、组织
组织泛指用金相观察方法看到的由形态、尺寸不同和分布方式不同的一
种或多种相构成的总体。
§ 2-3 合金的晶体结构与结晶
二、合金的相
根据构成合金各组元之间相互作用的不同，固态合金的相可分为 固溶体 和
金属化合物 两大类。
1、固溶体
溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂晶格类型的合金相，
称为固溶体。
2、金属化合物
金属化合物是合金组元之间相互发生作用而形成具有金属特
性的一种新相
3、机械混合物
机械混合物是合金中的一类复相混合物组织，不同的相均可
互相组合形成机械混合物。
§ 2-3 合金的晶体结构与结晶
§ 2-3 合金的晶体结构与结晶
第一节 金属的晶体结构
一、晶体结构的基本知识
1、晶体与非晶体
晶体的特点是：
①原子在三维空间呈有规则的周期性重复排列。
②具有一定的熔点，如铁的熔点为 1538℃,铜的熔点为
1083℃ 。
③晶体的性能随着原子的排列方位而改变，即单晶体具有各
向异性。
非晶体的特点是：
①原子在三维空间呈不规则的排列。
②没有固定熔点，随着温度的升高将逐渐变软，最终变为有
明显流动性的液体。如塑料、玻璃、沥青 等。
③各个方向上的原子聚集密集大致相同，即具有各向同性。
2、晶格与晶胞
§ 2-1 金属的晶体结构
二、常见金属的晶格类型
①体心立方晶格
每个晶胞原子数 n=8× 1/8+1=2(个 )
属于体心立方晶格类型的金属有 α -Fe（ 912℃ 以下的钝铁）、
铬、钼、钨等
②面心立方晶格
每个晶胞中的原子数为 n=8× 1/8+6× 1/2=4(个 )
属于面心立方晶格类型的金属有 γ -Fe（ 1394－ 912℃ 的钝
铁）、铝、铜、银等。
③密排六方晶格
密排六方晶胞中的原子数 n=12× 1/6+2× 1/2＋ 3=6(个 )
§ 2-1 金属的晶体结构
三、金属的实际晶体结构
① 单晶体与多晶体
单晶体即原子排列得非常整齐，晶格位向完全一致，且无任
何缺陷存在。
多晶体即由许多位向不同的晶体组成，且其内部还存在着多
种晶体缺陷。
② 金属的晶体缺陷
Ⅰ,点缺陷
Ⅱ,线缺陷
Ⅲ,面缺陷
§ 2-1 金属的晶体结构
第二节 金属的结晶
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 。
1、冷却曲线与过冷现象
2、金属的结晶过程
3、晶粒大小对金属力学性能的影响
4、细化晶粒的方法 ① 增加过冷度
② 进行变质处理
③ 附加振动
§ 2-2 金属的结晶
第三节 合金的晶体结构与结晶
一、合金的基本概念
1、合金
合金是指由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的具有
金属特性的物质。
2、组元
组成合金的基本的物质称为组元。
3、合金系
给定组元按不同比例可以配制一系列不同成分的合金，构成一个合金系。
4、相
相是指在金属组织中化学成分、晶体结构和物理性能相同的组分。
5、组织
组织泛指用金相观察方法看到的由形态、尺寸不同和分布方式不同的一
种或多种相构成的总体。
§ 2-3 合金的晶体结构与结晶
二、合金的相
根据构成合金各组元之间相互作用的不同，固态合金的相可分为 固溶体 和
金属化合物 两大类。
1、固溶体
溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂晶格类型的合金相，
称为固溶体。
2、金属化合物
金属化合物是合金组元之间相互发生作用而形成具有金属特
性的一种新相
3、机械混合物
机械混合物是合金中的一类复相混合物组织，不同的相均可
互相组合形成机械混合物。
§ 2-3 合金的晶体结构与结晶
§ 2-3 合金的晶体结构与结晶
