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五，晶体的各向异性晶体具有各向异性的原因是由于在不同品向上的原子紧密程度不同所致。

原子的紧密程度不同，意味着原子之间的距离不同，则导致原子间结合力不同，从而使晶体在不同晶向上的物理，化学和力学性能不同具体性能即无论是弹性模量、断裂抗力，屈服强度，还是电阻率、磁导率、线膨胀系数以及在酸中的溶解度等方面都表现出明显的差异例如具有体心立方晶格的Fe -α单晶体100晶向的原子密度即单位长度的原子数为a 1，110晶向为a 7.0，而111晶向为a16.1，所以111为最大原子密度晶向，其弹性模量GPa E 290=，100晶向的GPa E 135=，前者是后者的两倍多。

同样，沿原子密度最大的晶向的屈服强度，磁导率等性能，也显示出明显的优越性。

在工业用的金属材料中通常却见不到这种各向异性特征如上述Fe -α的弹性模量不论方向如何其弹性模量E 均在GPa 210左右这是因为，一般固态金属均是由很多结晶颗粒所组成，这些结晶颗粒称为晶粒。

由于多晶体中的晶粒位向是任意的，晶粒的各向异性被互相抵消，因此在一般情况下整个晶体不显示各向异性，称之为伪等向性一般固态金属均是由很多结晶颗粒所组成这些结晶颗粒称为晶粒图1-27为纯铁的显微组织图1-28为纯铜的显微组织图中的每一颗晶粒由大量的位向相同的晶胞组成晶粒与晶粒之间存在着位向上的差别如图1.29所示凡由两颗以上晶粒所组成的晶体称为多晶体一般金属都是多晶体只有用特殊的方法才能获得单个的晶体即单晶体特殊的加工工艺获得各向异性已在工业生产中得到了应用：如果用特殊的加工处理工艺，使组成多晶体的每个晶粒的位向大致相同，那么就将表现出各向异性，这点已在工业生产中得到了应用用特殊的工艺可以制备单个的晶体即单晶体少数金属以单晶体形式使用单晶铜：伸长率高电阻率低和极高的信号传输性能，可作为生产集成电路微型电子器件及高保真音响设备所需的高性能材料六，多晶型性多晶型性和同素异构转变：● 大部分金属只有一种晶体结构，但也有少数金属如Sn Be Ti Mn Fe ,,,,等具有两种或几种晶体结构，即具有多晶型。

金属材料的晶体学织构与各向异性发布时间：2021-12-30T06:52:04.775Z 来源：《中国科技人才》2021年第24期作者：肖春明[导读] 人类社会发展的脚步迈进了现代社会阶段。

这个时代的人们享有汽车，火车和飞机等一切便利的交通工具，而在这些交通工具的背后，金属材料是其最基本的组成材料之一。

肖春明泰田集团有限公司摘要：人类社会发展的脚步迈进了现代社会阶段。

这个时代的人们享有汽车，火车和飞机等一切便利的交通工具，而在这些交通工具的背后，金属材料是其最基本的组成材料之一。

关键词：金属材料；晶体学织构；各异相性引言晶体学织构与各异相性是现代金属材料十分重要的特性。

利用晶体本身存在的各异相性将其性能优异的晶体学方向转置在材料需要的方向上是提高金属材料性能的一个重要手段。

本文主要介绍金属材料织构产生的基本过程，并阐述了相关基本理论，同时对材料织构研究方面的最新成果做了一定的介绍。

1织构钢板多晶体晶粒取向择尤分布的取向分布结构；若多晶体晶粒取向分成不同组择尤取向分布则可构成不同的织构部分。

1.1 织构表达方式及测量方法①织构表达方式多晶体材料在电场，外力，温度等因素作用下，内部许多晶粒取向集中在一个或者几个晶体取向周围，形成的择优取向被定义为织构。

随着研究认识的深入，对于织构更加明确地定义为：织构是多晶体中取向分布偏离随机分布的现象。

在金属材料中织构主要分为铸造织构、变形织构、再结晶织构三类。

在铸锭凝固时，内部散热并不均匀而是具有一定的方向性。

致使某些在此方向能快速生长的晶粒长大，最终凝固铸锭柱状晶区内所有晶粒存在一个共同平行的晶向，形成铸造织构。

金属材料在塑性变形过程（挤压、拉拔、轧制等）中晶粒发生扭转导致大量晶体取向集中，形成形变织构。

金属材料冷变形织构一般比较好确定，但是当材料热变形时，由于涉及动态回复与动态再结晶的综合作用以及额外的滑移系热激活导致热变形织构演变过程十分复杂。

变形金属在退火或者热变形过程中发生再结晶，形成的织构称为再结晶织构。

金属的结构与结晶1.1 金属材料的结构1.1.1 纯金属的晶体结构晶体中原子(离子或分子)规则排列的方式称为晶体结构。

通过金属原子(离子)的中心划出许多空间直线，这些直线将形成空间格架。

这种格架称为晶格。

晶格的结点为金属原子(或离子)平衡中心的位置。

能反映该晶格特征的最小组成单元称为晶胞。

晶胞在三维空间的重复排列构成晶格。

晶胞的基本特性即反映该晶体结构(晶格)的特点。

晶体晶格晶胞晶胞的几何特征可以用晶胞的三条棱边长a 、b 、c 和三条棱边之间的夹角α、β、γ等六个参数来描述。

其中a 、b 、c 为晶格常数。

金属的晶格常数一般为1×10-10m ～7×10-10m 。

不同元素组成的金属晶体因晶格形式及晶格常数的不同,表现出不同的物理、化学和机械性能。

金属的晶体结构可用x 射线结构分析技术进行测定。

1.1.2 三种常见的金属晶体结构1.1.2.1 体心立方晶格(胞) (B.C.C.晶格) [点击查看动画模型]体心立方晶格的晶胞中,八个原子处于立方体的角上,一个原子处于立方体的中心, 角上八个原子与中心原子紧靠。

具有体心立方晶格的金属有钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、α-铁(α-Fe, <912℃)等。

体心立方晶胞特征：①晶格常数：a=b=c, α=β=γ=90°②晶胞原子数：在体心立方晶胞中, 每个角上的原子在晶格中同时属于8个相邻的晶胞,因而每个角上的原子属于一个晶胞仅为1/8, 而中心的那个原子则完全属于这个晶胞。

所以一个体心立方晶胞所含的原子数为2个。

③原子半径：晶胞中相距最近的两个原子之间距离的一半, 或晶胞中原子密度最大的方向上相邻两原子之间距离的一半称为原子半径(r原子)。

体心立方晶胞中原子相距最近的方向是体对角线, 所以原子半径与晶格常数a之间的关系为：④致密度：晶胞中所包含的原子所占有的体积与该晶胞体积之比称为致密度(也称密排系数)。

致密度越大, 原子排列紧密程度越大。

第五节金属材料的晶体结构一、晶体与非晶体a)晶体是指组成原子呈规则排列。

晶体：金刚石、NaCl、冰等b)非晶体是指组成原子无规则的堆积在一起。

非晶体：蜂蜡、玻璃等。

二、金属的晶体结构•1、晶格用一些假想的直线将各质点中心连接起来，形成一个空间格子，称为晶格•2、晶胞从晶格中选取一个能反映晶粒排列特点的最小几何单元称为晶胞•3、晶面•4、晶向•5、晶格常数三、常见的金属晶格的类型•1、体心立方晶格-Fe、Cr铬W钨、V钼、Mo钒等等晶胞原子数22、面心立方晶格-Fe、Cu铜、Ni镍、Al铝、Au金、Ag 银等晶胞原子数 43、密排六方晶格C（石墨）、Mg镁、Zn锌等原子个数：6三、金属的实际晶体结构•1、单晶体晶体内部的原子排列方向完全一致单晶体的各向异性•2、多晶体•晶粒（单晶体）各小晶格的排列方向不尽相同;3、晶粒;多晶体材料内部以晶界分开、晶体排列方向相同，称为晶粒;4、晶界两晶粒之间的交界称为晶界5、晶格缺陷：实际金属晶体结构与理想结构的偏离●点缺陷：；空位、间隙原子、异类原子●线：位错正刃负刃●面：晶界与亚晶界面缺陷引起晶格畸变，晶粒越细，则晶界越多，强度和塑性越高。

第六节纯金属的结晶过程凝固与结晶结晶：液体--> 晶体凝固：液体--> 固体（晶体或非晶体）1、纯金属的结晶条件与结晶过程过冷度：T= T0 - Tn冷却速度越大，则过冷度越大。

2.纯金属的结晶过程形核和晶核长大的过程液态金属——形核——晶核长大——完全结晶形核规律1）两种形核方式——均质形核与非均质形核均质形核由液体金属内部原子聚集尺寸超过临界晶核尺寸后形成的结晶核心非均质形核——是依附于外来杂质上生成的晶核。

2）晶核长大规律两种长大方式——平面生长与树枝状生长。

3）晶粒大小及控制细化晶粒的方法：（1）增大过冷度提高冷却速度和降低浇注温度（2）变质处理：浇铸前加少量固体金属起晶核的作用。

（3）附加振动；用振动使晶核细化第七节金属材料的同素异构转变不同的温度（或压力）下，具有不同的晶体结构图1-30纯铁的冷却曲线和同素异构转变第八节合金的晶体结构与结构过程一、基本概念1.组元组成合金的元素，• 2.合金系由不同组元按一定比例配制的一系列不同成分的合金• 3.相具有相同物理性能和化学性能，并与该系其余部分以界面分开的物质，称为相• 4.组织金属或合金内部涉及晶体或晶粒的大小、方向、形状及排列状况等组织关系的构造情况二、合金的晶体结构1.固溶体合金在固态下一种组元的晶格溶解另一种组元的原子而形成的晶体相1）置换固溶体2）间隙固溶体固溶强化：不管溶质原子处于溶剂原子的间隙中或者代替了溶剂原子都会使固溶体的晶格发生畸变，使塑性变形抗力增大，结果使金属材料的强度、硬度增高。