機械加工金屬的特征晶體結構研究型金相顯微鏡應用
金屬的性能(物理、化學、機械加工)依賴于晶格結構的排列和原子間距
離的大小，因此不同方向上金屬的特征也不同。比如這一規則可以應用于彈性
模量(彈性范圍內在拉伸或壓縮狀態下，應力和應變的比值)。對同一種金屬，
在不同方向上測量的彈性模量值(如垂直或平行軋制方向)也是不同的。它可
以在上面提到的三個主晶面上進行測量。
單晶的變形和強度
金屬鍵中的電子可以圍繞著原子核在電子云中的負離子自由地運動，并可
以把離子粘合在一起。這些自由運動在一定的范圍內，也可以允許原子在外力
作用下進行運動。這些微小的運動(僅能在大倍數的顯微鏡下才可看見)被稱
為彈性變形或者彈性應變。當外力，比如彎曲力被移除之后，引起原子運動的
內部電子力將會降低，從而使原子回到它們的正常位置；它們不會留下任何曾
經移動過的痕跡。與這一類型的行為相類似的是彈簧片，當彈簧加載時就彎
曲，卸載后彈簧回復到它的較初形狀。
如果將太大的外力施加到金屬上，彈簧片的彎曲過大，原子可能會移離它
們的初始位置太遠，當外力移除后不能夠重新回到它的初始位置。這一永久性
變形袖稱為塑件變形．
這就是為什么這一區域會出現一個額外的垂直面，該平面起一個特殊平面
的作用。顯然，位于位錯附近的原子一部分處于壓應力狀態，另一部分處于拉
應力狀態。在這種狀態下，晶格結構應該產生彎曲。但是，如果位錯被大量的
原子鎖定，晶體結構就不會彎曲，在較大應變集中處將會產生位錯。螺旋型位
錯就是通過沿著平行于滑移方向進行晶體扯拉時產生的。如果螺旋型位錯自始
至終沿著一個完整的圓來進行，將會出現一個類似于螺旋線的滑移圖案。
(1)面缺陷 要比線缺陷大并且在一個二維區域內發生。面缺陷在任意兩
個晶面或晶格之間以一定的角度存在。這些缺陷可以在自由表面、域界、晶界
或相界中被發現。自由表面是位于氣體和固體之間的界面。域界是指電子結構
在每一側面不同的界面，這樣盡管在兩側存在相同的原子排列，但是引起的效
果會不同。晶界位于擁有不同空間方向的類似晶格結構的晶體之間。多晶材料
由許多晶粒組成，這些晶粒被幾個原子直徑大小的距離所分離。較后，相界存
在于一定區域之問，在該區域中，材料以不同的相態存在(即體心立方挨著面
心立方)。
(2)體積缺陷 是三維宏觀缺陷。與微觀缺陷相比較，它們一般產生的規
模較大。這些宏觀缺陷是在金屬從它的原材料提煉的過程中或者牛產過程中被
引入的。
較常見的體積缺陷是由包含于原材料中的外部粒子引起的。這些兩相粒子
稱為夾雜物，是不希望出現的，因為它們會極大地影響結構性能。夾雜物的一
個例子是在純金屬中的氧化物粒子或在玻璃結構中的黏土。
