1 第一章 固态金属和合金的结构 在绪论中介绍过，金属材料的性能取决于化学成分、组织和结构三个内在因素。这意味着，即使化学成分相同的金属材料，如果加工工艺不同（比如热处理工艺不同），那么得到的组织或结构也不同，从而使金属材料具有不同的性能。因此，组织和结构是理解许多金属材料问题的关键，是金属学的基本内容之一。 一般情况下，固态金属和合金大多数是晶体，所以其结构又称晶体结构。本章只讨论结构的问题，不涉及组织。 §1 金属和合金 从广义的角度来说，具有金属特性的物质都可以称为金属，因此合金也是金属。但在本章中，为方便学习，金属这一概念是指纯金属。 一、 纯金属、合金和组元 在人类发现的一百多种元素中，金属元素约占五分之四，有80多种。在常温下，除汞为液态外，其余的均为固态。通常将基本上由一种金属元素组成的材料称为纯金属， 而将由两种或两种以上元素组成的、具有金属特性的材料称为合金。 组成合金的元素称为组元。 由两种元素组成的合金称二元合金， 由三种元素组成的合金称三元合金， 由多种元素组成的合金称多元合金。 迄今为止，人类创造和使用的金属材料，绝大多数是合金。纯金属只有在现代科学技术的基础上，才有可能进行生产和使用，而且“纯”只有相对意义，没有纯度100%的金属。无论纯金属的“纯度”有多高，总是或多或少含有微量的其它杂质元素。因此，很难在纯金属和合金之间划出一条严格的界线。 二、 合金元素和杂质元素 在金属材料中，为提高金属材料的性能而有意添加的元素称合金元素， 而恶化金属材料性能、偶尔混入或难于除尽的元素称为杂质元素。 但必须指出，同种元素对某一材料来说可能是杂质元素，而对另一种材料来说就可能是合金元素。例如，钢中的硫一般是有害的杂质元素，应尽力除去，但在易切削钢中它却是有益的合金元素，能提高钢的切削性能。 §2 金属原子间的结合 一、 单个金属原子的结构特点 原子结构理论指出，孤立原子是有带正电的原子核和带负电的电子组成，每个电子都位于原子核外的一定轨道上，围绕原子核运动，形成不同的电子层。 单个金属原子的结构特点是，最外层电子数（即价电子数）很少，一般1 到 2 个，不超过 3 个。由于金属原子的最外层电子数少，它们和原子核的结合力最弱，很容易摆脱原子核的束缚而成为自由电子，而失去电子的金属原子就变成正离子。正是由于金属原子的这一结构特点，决定了固态金属原子之间的结合方式...
