含碳量大于2％的铁碳合金叫生铁。生铁是从高炉中冶炼出来的。生铁有的用于炼钢，有的用于铸造。机械工业用的生铁都是铸造生铁，也叫铸铁。在实际生产中，一般使用的

金属材料是最常用的工程和机器制造材料。它广泛地应用于现代工农业生产、交通运输及国防建设各部门中。 金属材料分为黑色金属及有色金属两大类，黑色金属是指钢和生铁。在现代机械制造业中．纯金属应用得很少，大量应用的是合金。合金是由一种金属元素与另外一种或多种金属元素(或非金属元素)组成的物质。钢和生铁都是合金(铁碳合金)。

陶瓷包括种类繁多的物质，例如玻璃、砖、石头、混凝土、磨料、搪瓷、介电绝缘材料、非金属磁性材料、高温耐火材料和许多其它材料。所有这些材料的共同特征是：它们是金属和非金属的化合物。这些化合物由离子键和共价键结合在一起。

高分子化合物是指相对分子质量大于104的有机化合物。高分子化合物是由大量的大分子构成的，而大分子是由一种或多种低分子化合物通过聚合连接起来的链状或网状的分子。因此高分子化合物又称高聚物或聚合物。由于分子的化学组成及聚集状态不同，而形成性能各异的高聚物。

研究金属由液态转化为固态的结晶过程，可知其实质是物质内部原子重新排列的过程，即从液态下的不规则排列转变为固态下的规则排列，当然，一定条件下物质内部的原子也可以从一种规则排列转变为另一种规则排列。因此，广义上讲，物质从一种原子排列状态(晶态或非晶态)过渡为另一种原子规则排列状态(晶态)的转变过程称为结晶。为区别起见，我们将物质从液态转变为固体晶态的过程称为一次结晶，而物质从一种固体晶态过渡为另一种固体晶态的转变称为二次结晶。研究金属结晶过程的基本规律，对改善金属材料的组织和性能，都具有重要的意义。为了揭示结晶的基本规律，本节将先从结晶的宏观现象入手，进而再去研究结晶过程的微观本质。

纯金属具有良好的物理和化学性能，但机械性能很差，价格昂贵，种类有限,工程上很少使用纯金属，。为了满足各种机器零件对不同性能的要求，因此出现了合金。合金是两种或两种以上金属元素、或金属元素与非金属元素，经熔炼、烧结或其它方法组合而成并具有金属特性的物质。合金具有比纯金属高得多的强度、硬度、耐磨性等机械性能，是工程上使用得最多的金属材料，如机器中常用的黄铜是铜和锌的合金；钢是铁和碳的合金；焊锡是锡和铅的合金。

单晶体是指晶格位向(或方位)一致的晶体。而所谓的位向(方位)一致，是指晶体中原子(离子或分子)按一定几何形状作周期性排列的规律没有破坏，因此晶体中实际的晶面与晶向的位置和方向保持与晶体作假想的周期性延伸时的晶面与晶向一致。如天然钻石就是典型的单晶体。晶体中，由于各晶面和各晶向上的原子排列的密度不同，因而同一晶体的不同晶面和晶向上的各种性能不同，这种现象称为各向异性。例如体心立方晶格的-Fe，由于它在不同晶向上的原子密度不同，所以在不同晶向上原子之间的结合力便不同，因而它们的弹性模量E不同。在-Fe晶胞的体对角线方向上弹性模量E为2.9105N/mm2，而在其晶胞的棱边方向上E为1.35105 N/mm2，两者相差一倍多。

金属材料是指以金属键来表征其特性的材料，它包括金属及其合金。金属材料在固态下通常都是晶体状态，所以要研究金属及合金的结构就必须首先研究晶体结构。