上海
《金屬材料與熱處理》課程中，“金屬的結構與結晶”是理解材料性能與后續熱處理原理的基礎。
首先，金屬的晶體結構決定了其基本特性。絕大多數金屬在固態下是晶體，其原子在空間呈規則排列。最常見的金屬晶格類型有三種：體心立方（如α-Fe、鉻）、面心立方（如γ-Fe、鋁、銅）和密排六方（如鎂、鋅）。然而，實際金屬并非完美晶體，普遍存在空位、位錯、晶界等缺陷，這些缺陷對材料的強度、塑性等性能有至關重要的影響。
其次，金屬的結晶過程決定了材料的微觀組織。液態金屬冷卻至理論結晶溫度以下時開始結晶，這一溫度差稱為“過冷度”。結晶過程包含“形核”與“晶核長大”兩個階段。晶粒大小是核心控制指標，晶粒越細小，金屬的強度、硬度、塑性和韌性通常越好，即“細晶強化”。生產中常通過增加冷卻速度（增大過冷度）或進行變質處理來細化晶粒。此外，純鐵等金屬在固態下隨溫度改變晶格類型的“同素異構轉變”（如α-Fe與γ-Fe的轉變），是鋼能夠進行熱處理的內在依據。
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