1.常用金属的晶体结构
在已知的80多种金属中，除少数金属具有复杂的晶体结构外，大多数金属具有比较简单的晶体结构，常见的有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。
（1）体心立方晶格 其晶胞是一个立方体，立方体的8个顶角和立方体的中心各分布着一个原子，如图2-3a所示。体心立方晶格的晶格常数a=b=c，棱边夹角α=β=γ=90°。具有体心立方晶格的金属有α-Fe、铬（Cr）、钨（W）、钼（Mo）、钒（V）、β-Ti等。
（2）面心立方晶格 其晶胞是一个立方体，立方体的8个顶角和6个面的中心各分布着一个原子，如图2-3b所示。面心立方晶格的晶格常数a=b=c，棱边夹角α=β=γ=90°。具有面心立方的金属有γ-Fe、铝（Al）、铜（Cu）、银（Ag）、金（Au）、镍（Ni）等。
（3）密排六方晶格 其晶胞是一个上、下底面为正六边形的六柱体，在六柱体的12个顶角和上、下底面的中心各分布着一个原子，六柱体的中间还有3个原子，如图2-3c所示。密排立方的晶格常数有两个，即正六边形边长a和六柱体的高度c，轴比c/a=1.663。具有密排六方晶格的金属有镁（Mg）、锌（Zn）、α-Ti、镉（Cd）、铍（Be）等。
图2-3 常见金属晶格类型
a）体心立方晶格 b）面心立方晶格 c）密排六方晶格
上述三种晶格中原子排列的紧密程度是不一样的，面心立方和密排六方晶格中的原子排列较紧密，经计算，晶格中有74%的空间被原子所占据，其余为原子间隙，即这两种晶格的致密度均为0.74，而体心立方晶格的原子排列较松散，其致密度为0.68。
2.金属的同素异晶转变
大多数金属结晶后，其晶格类型不再发生变化。但也有少数金属，如铁、钴、锡、钛等，在固态下，随温度的变化，其晶格类型发生转变。这种现象称为同素异晶转变。
纯铁具有同素异晶转变，可以形成体心立方和面心立方的同素异晶体。图2-4所示为纯铁在常压下的冷却曲线及晶体结构变化。(www.xing528.com)
图2-4 纯铁在常压下的冷却曲线及晶体结构变化
由图2-4可见，纯铁在1 538℃由液态结晶为固态δ-Fe（体心立方晶格）。随后，固态下的铁随着温度的变化将发生两次同素异晶转变，在1 394℃时δ-Fe转变成γ-Fe（面心立方晶格），在912℃时γ-Fe又会转变成α-Fe（体心立方晶格）。若继续冷却，α-Fe不再发生晶格类型的转变，但在770℃时将发生铁的磁性转变，在770℃以上纯铁无磁性，在770℃以下纯铁具有磁性。这些转变可表示为
同素异晶转变属于固态转变。对具有固态转变的金属，通过在固态下的加热和冷却可使其发生重结晶来改变组织和性能，这对热处理具有十分重要的意义。例如，钢和铸铁通过热处理可改变其组织和性能，这是钢铁材料性能多样、用途广泛的主要原因之一。
3.实际金属的晶体结构
实际应用的金属中，总是不可避免地存在原子偏离规则排列的不完整区域，这些区域称为晶体缺陷。根据缺陷存在的几何形式，将晶体缺陷分为点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（刃型位错、螺型位错）、面缺陷（晶界、亚晶界）。常见晶体缺陷如图2-5所示。这些晶体缺陷将对材料的性能产生影响。一般情况下，晶体缺陷会造成晶格畸变，使变形抗力增大，从而可提高材料的强度、硬度。
图2-5 常见晶体缺陷
a）点缺陷 b）线缺陷 c）面缺陷
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
