上海
《金属材料与热处理》课程中，“金属的结构与结晶”是理解材料性能与后续热处理原理的基础。
首先，金属的晶体结构决定了其基本特性。绝大多数金属在固态下是晶体，其原子在空间呈规则排列。最常见的金属晶格类型有三种：体心立方（如α-Fe、铬）、面心立方（如γ-Fe、铝、铜）和密排六方（如镁、锌）。然而，实际金属并非完美晶体，普遍存在空位、位错、晶界等缺陷，这些缺陷对材料的强度、塑性等性能有至关重要的影响。
其次，金属的结晶过程决定了材料的微观组织。液态金属冷却至理论结晶温度以下时开始结晶，这一温度差称为“过冷度”。结晶过程包含“形核”与“晶核长大”两个阶段。晶粒大小是核心控制指标，晶粒越细小，金属的强度、硬度、塑性和韧性通常越好，即“细晶强化”。生产中常通过增加冷却速度（增大过冷度）或进行变质处理来细化晶粒。此外，纯铁等金属在固态下随温度改变晶格类型的“同素异构转变”（如α-Fe与γ-Fe的转变），是钢能够进行热处理的内在依据。
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