研究X射線衍射現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)后，很快被用于研究金屬和合金的晶體結構，出現(xiàn)了許多具有重大意義的結果。如韋斯特格倫（A.Westgren）（1922年）證明α、β和δ鐵都是立方結構，β-Fe并不是一種新相；而鐵中的α─→γ轉(zhuǎn)變實質(zhì)上是由體心立方晶體轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎骄�體，從而最終否定了β-Fe硬化理論。隨后，在用X射線測定眾多金屬和合金的晶體結構的同時，在相圖測定以及在固態(tài)相變和范性形變研究等領域中均取得了豐碩的成果。如對超點陣結構的發(fā)現(xiàn)，推動了對合金中有序無序轉(zhuǎn)變的研究，對馬氏體相變晶體學的測定，確定了馬氏體和奧氏體的取向關系；對鋁銅合金脫溶的研究等等。目前X射線衍射（包括散射）已經(jīng)成為研究晶體物質(zhì)和某些非晶態(tài)物質(zhì)微觀結構的有效方法。在金屬中的主要應用有以下方面。

　　物相分析

　　物相分析是X射線衍射在金屬中用得最多的方面，分定性分析和定量分析。前者把對材料測得的點陣平面間距及衍射強度與標準物相的衍射數(shù)據(jù)相比較，確定材料中存在的物相；后者則根據(jù)衍射花樣的強度，確定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的關系和檢查材料的成分配比及隨后的處理規(guī)程是否合理等方面都得到廣泛應用。

　　精密測定點陣參數(shù)

　　精密測定點陣參數(shù)常用于相圖的固態(tài)溶解度曲線的測定。溶解度的變化往往引起點陣常數(shù)的變化；當達到溶解限后，溶質(zhì)的繼續(xù)增加引起新相的析出，不再引起點陣常數(shù)的變化。這個轉(zhuǎn)折點即為溶解限。另外點陣常數(shù)的精密測定可得到單位晶胞原子數(shù)，從而確定固溶體類型；還可以計算出密度、膨脹系數(shù)等有用的物理常數(shù)。