不同类别的金属材料其性能各有差异，即使是同种金属材料，在不同的加工工艺条件下，其力学性能也可能有较大差异。这种性能差异是由金属的内部微观结构所决定的。因此，了解金属的内部微观结构及其对金属性能的影响，将对选择材料及其加工工艺，具有非常重要的意义。
2.1 金属的晶体结构
金属和合金在固态下通常都是晶体，它们的很多特性与其结晶状态有关。要了解金属与合金的内部微观结构，首先要掌握其晶体结构的情况。
2.1.1 晶体的基本概念
固体物质按原子聚集状态不同分为晶体与非晶体两大类。晶体的原子按一定几何形状作有规律排列，如金刚石、石墨及一切固态的金属和合金，如图1．2．1（a）所示。而非晶体内部原子是无规则堆积在一起的，如玻璃、沥青、松香等。由于晶体和非晶体的内部结构不同，两者的性能也不同：晶体具有固定的熔点和各向异性的特征，而非晶体则没有固定的熔点，并且是各向同性。
通过X线晶体结构分析，可以测得晶体中原子的排列规律，如图1．2．1（a）所示。为了便于描述晶体内部原子排列的规律，将每一个原子抽象成一个几何点，把这些几何点用直线连接起来，使之构成一个空间格子，如图1．2．1（b）所示。这种描述原子在晶体中规律排列方式的空间格子称为晶格。
晶格实质上是由一些最基本的几何单元重复堆砌而成的。因此只要取晶格中的一个最基本的几何单元进行分析，便能从中找出整个晶格排列规律，如图1．2．1（c）所示。这种构成晶格的最基本的几何单元称为晶胞。
晶胞的大小以其各边尺寸a，b，c表示，称为晶格常数，度量单位均为Å（1Å= 1×10-10 m）。晶胞各边之间的夹角分别以α，β，γ表示，如图1．2．1（c）所示。
各种晶体由于其晶格类型和晶格常数不同，则呈现出不同的物理、化学及力学性能。
图1．2．1 简单立方晶格与晶胞示意图
