大多数金属结晶完成后晶格类型不再会发生变化，但也有少数金属如铁、锰、钛等，在结晶成固态后继续冷却时晶格类型还会发生变化。金属在固态下由一种晶格转变为另一种晶格的转变过程，称为同素异构转变或称同素异晶转变。如图2－12所示，由纯铁的冷却曲线可以看出，液态纯铁在结晶后具有体心立方晶格，称为δ－Fe，当其冷却到1394℃时，发生同素异构转变，由体心立方晶格的δ－Fe转变为面心立方晶格的γ－Fe，在冷却到912℃时，原子排列方式由面心立方晶格转变为体心立方晶格，称为α－Fe，并且此过程是可逆的。
图2－12 纯铁的冷却曲线
同素异构转变是钢铁的一个重要特性，它是钢铁能够进行热处理的理论依据，同素异构转变是通过原子的重新排列来完成的，这一过程有如下特点。
(1)同素异构转变是由晶核的形成和晶核的长大两个基本过程来完成的，新晶核优先在原晶界处生成。
(2)同素异构转变时有过冷(或过热)现象，并且转变时具有较大的过冷度。
(3)同素异构转变过程中，有相变潜热产生，在冷却曲线上出现水平线段，但这种转变是在固态下进行的，它与液体结晶相比具有不同之处。
(4)同素异构转变时常伴有金属的体积变化等。
1.名词解释
(1)晶体 (2)晶格 (3)晶胞 (4)晶界 (5)晶粒 (6)结晶 (7)合金
(8)组元 (9)相 (10)组织
2.判断题(www.xing528.com)
(1)纯铁在780℃时为面心立方晶格的γ－Fe。( )
(2)实际金属的晶体结构不仅是多晶体，而且还存在着多种缺陷。( )
(3)纯金属的结晶过程是一个恒温过程。( )
(4)固溶体的晶格仍然保持溶剂的晶格类型。( )
(5)间隙固溶体只能为有限固溶体，置换固溶体可以是无限固溶体。( )
3.简答题
(1)常见的金属晶格类型有哪几种?
(2)实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷?对性能有何影响?
(3)金属的结晶是怎样进行的?
(4)金属在结晶时，控制晶粒大小的主要方法有哪些?
(5)何为金属的同素异构转变?
(6)什么是固溶体?什么是金属化合物?它们的结构特点和性能特点各是什么?
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