物相分析是X射線衍射在金屬中用得最多的方面，分為定性分析和定量分析。前者把對(duì)材料測(cè)得的點(diǎn)陣平面間距及衍射強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度，確定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的關(guān)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(yīng)用。

結(jié)晶度定義為結(jié)晶部分重量與總的試樣重量之比的百分?jǐn)?shù)。非晶態(tài)合金應(yīng)用非常廣泛，如軟磁材料等，而結(jié)晶度直接影響材料的性能，因此結(jié)晶度的測(cè)定就顯得尤為重要。根據(jù)結(jié)晶相的衍射圖譜面積與非晶相圖譜面積測(cè)定結(jié)晶度。

精密測(cè)定點(diǎn)陣參數(shù) 常用于相圖的固態(tài)溶解度曲線的測(cè)定。溶解度的變化往往引起點(diǎn)陣常數(shù)的變化；當(dāng)達(dá)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(diǎn)陣常數(shù)的變化。這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)即為溶解限。另外點(diǎn)陣常數(shù)的精密測(cè)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(jì)算出密度、膨脹系數(shù)等有用的物理常數(shù)。

納米材料的顆粒度與其性能密切相關(guān)。納米材料由于顆粒細(xì)小，極易形成團(tuán)粒，采用通常的粒度分析儀往往會(huì)給出錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。采用X射線衍射線線寬法（謝樂(lè)法）可以測(cè)定納米粒子的平均粒徑。

晶體取向的測(cè)定又稱為單晶定向，就是找出晶體樣品中晶體學(xué)取向與樣品外坐標(biāo)系的位向關(guān)系。雖然可以用光學(xué)方法等物理方法確定單晶取向，但X衍射法不僅可以精確地單晶定向，同時(shí)還能得到晶體內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的信息。一般用勞埃法單晶定向，其根據(jù)是底片上勞埃斑點(diǎn)轉(zhuǎn)換的極射赤面投影與樣品外坐標(biāo)軸的極射赤面投影之間的位置關(guān)系。透射勞埃法只適用于厚度小且吸收系數(shù)小的樣品，背射勞埃法就無(wú)需特別制備樣品，樣品厚度大小等也不受限制，因而多用此方法。

宏觀應(yīng)力是指構(gòu)件中存在相當(dāng)大的范圍內(nèi)均勻分布著的內(nèi)應(yīng)力。宏觀應(yīng)力對(duì)材料的使用有很大關(guān)系：負(fù)面影響（如海水應(yīng)力腐蝕等）；正面影響（如壓應(yīng)力可提高疲勞壽命等）

只要應(yīng)力存在就會(huì)有應(yīng)變，就會(huì)導(dǎo)致晶面間距的變化；X 光可很好地測(cè)量面間距地變化，因此可以利用其測(cè)應(yīng)力。