晶体中原子（分子或离子）在空间的规则排列的方式为晶体结构。为便于描述晶体结构，把每个原子抽象成一个点，把这些点用假想直线连接起来，构成空间格架，称为晶格。
晶格中每个点称为结点，由一系列原子所组成的平面成为晶面。
由任意两个原子之间连线所指的方向称为晶向。
组成晶格的较小几何组成单元称为晶胞。
晶胞的棱边长度、棱边夹角称为晶格常数。
①体心立方晶格
晶格常数用边长a表示，原子半径为√3a/4，每个晶胞包含的原子数为1/8×8+1=2（个）。
属于体心立方晶格的金属有铁、钼、铬等。
②面心立方晶格
原子半径为√2a/4，每个面心立方晶胞中包含原子数为1/8×8+1/2×6=4（个）
典型金属（金、银、铝、铜等）。
③密排六方晶格
每个面心立方晶胞中包含原子数为为12×1/6+2*1/2+3=6（个）。
典型金属锌等。
2、各向异性：晶体中不同晶向上的原子排列紧密程度及不同晶面间距是不同的，所以不同方向上原子结合力也不同，晶体在不同方向上的物理、化学、力学间的性能也有一定的差异，此特性称为各向异性。
晶体中的缺陷
1）点缺陷包括空位、间隙原子、置换原子。
点缺陷的形成主要是由于原子在以各自的平衡位置为中心不停的作热振动的结果。
2)线缺陷：在三维空间中两维方向尺寸较小，另一维方向的尺寸相对较大的缺陷。
位错是晶格中的某处有一列或若干列原子发生了某些有规律的错排现象。
位错的基本形式：刃型位错、螺型位错。
提高位错密度是金属强化对重要途径之一。
1） 面缺陷：尺寸在一维很小，另两维较大的缺陷。
常见的是：晶界和亚晶界
1.2 凝固
1） 晶体的结晶
自由能的减少量等于在变化过程中所研究的物质可对外界做功的能量。
一个变化的自由能减少，则自发；自由能增加，则非自发。
结晶的温度条件：在该温度下固态自由能<液态自由能
过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。过冷度越大，液固之间能量状态差越大，促使液体结晶的驱动力越大。驱动力达到一定值时，结晶才能进行。
冷却速度越快，过冷度越大。
2） 非晶体的结晶
非晶体是一种长程无序，短程有序的混合结构；性质上表现为各向同性。
非晶体的凝固是在一个温度范围内逐渐完成的。
1.2.2金属的结晶
1、液态金属在理论结晶温度以下开始结晶的现象称过冷。理论结晶温度与实际结晶温度的差dt称过冷度， t= t0 –t1
2、金属的结晶过程
金属是由许多外形不规则，位向不同，大小不同的晶粒组成的多晶体。
金属结晶过程中，晶核形成有两种形式：均匀形核和非均匀形核。
由液体中排列规则的原子团形成晶核称均匀形核。
以液体中存在的固态杂质为**形核称非均匀形核。
3、影响形核和长大的因素及晶粒大小控制
影响形核和长大的重要因素：冷却速度（或过冷度）和难熔杂质。
过冷度较小时，形核率变化**长大速度，晶核长大速度快，得粗晶粒。
过冷度较大时，形核率的增长快些，得细晶粒。
改变过冷度可控制结晶后晶粒的大小，过冷度可通过冷却速度来控制。
冷却速度越快，过冷度越大，晶粒越细，金属的性能越好（强度、塑性、韧性）。
4、细化晶粒是提高金属材料性能的重要途径之一。（细晶强化）
（1） 增大过冷度
1、金属型代替砂型2、增大金属型厚度3、降低金属型预热温度4、提高液态金属的冷却
能力。
（2） 变质处理，在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。
作用：1.增大形核率；2.降低长大速率。
附加振动法（机械振动、超声波振动、电磁振动等）。
5、金属塑性变形后的加热
三个阶段: 回复----再结晶-----晶粒长大
（1）、回复:
1.温度:回=(0.25~0.3)熔
2.注:要消除残余内应力,可采用回复处理,进行一次250~300摄氏度的低温回火
（2）、再结晶:
1.再结晶:固态下,晶粒外形变化,但晶格类型不变
2.影响:冷变形强化现象消失,残余内应力完全消失
3.温度:t再=0.4t熔
4.冷加工-----在t再以下的加工过程
热加工-----在t再以上的加工过程
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