序

前言

**章 基礎知識1

**節 金相學概論1

一、金相學定義1

二、光學金相學所包括的內容1

三、電子金相學所包括的內容1

第二節 金屬與合金1

一、材料的分類1

二、金屬與合金的基本概念2

三、金屬的結晶2

四、晶體結構3

五、晶體缺陷5

第三節 合金相圖與組織7

一、相與相圖7

二、鐵-碳相圖9

三、鋼的組織轉變12

第四節 鋼的熱處理原理16

一、奧氏體轉變16

二、鐵素體的同素異構轉變18

三、珠光體轉變18

四、馬氏體轉變20

五、貝氏體轉變23

六、魏氏組織的形成25

七、鋼的過冷奧氏體轉變25

第五節 鋼的熱處理工藝28

一、整體熱處理28

二、鋼的表面熱處理32

三、熱處理新技術簡介38

第六節 熱處理常用設備39

一、熱處理電阻爐40

二、熱處理燃料爐41

三、熱處理浴爐42

四、真空熱處理爐42

五、熱處理爐的使用與維護要點43

第七節 合金元素在鋼鐵材料中的作用44

一、鋼中加入合金元素的目的44

二、合金元素在結構鋼中的作用44

第八節 金屬材料的性能46

第九節 常見鋼鐵材料的缺陷及其危害47

一、鑄造缺陷47

二、鍛造與軋制缺陷49

三、加熱過程中的缺陷51

四、淬火冷卻時的缺陷52

五、其他缺陷54

思考題54

第二章 金相檢驗技術概論56

**節 金相試樣的制備56

一、金相試樣的選取56

二、金相試樣的鑲嵌56

三、金相試樣的磨制57

第二節 金相組織的顯示58

一、化學浸蝕法58

二、電解浸蝕法59

第三節 金相分析常用儀器及其應用59

一、金相顯微鏡59

二、透射電子顯微鏡（TEM）64

三、掃描電子顯微鏡（SEM）65

四、X射線顯微分析儀66

五、俄歇電子能譜儀67

六、X射線應力測定儀67

七、共聚焦顯微鏡67

八、體視顯微鏡68

第四節 顯微硬度計及其應用68

一、顯微硬度計的工作原理68

二、試驗操作要點69

三、實驗結果表示及處理70

四、顯微硬度計的日常檢查方法70

五、顯微硬度計的維護70

思考題70

第三章 鋼的宏觀檢驗71

**節 低倍組織檢驗71

一、試樣的選取71

二、試樣的制備72

三、試驗方法72

四、熱酸腐蝕試驗73

五、冷酸腐蝕試驗74

六、電解腐蝕試驗75

七、常見低倍組織缺陷76

第二節 斷口檢驗79

一、斷口試樣的選取79

二、熱處理狀態對斷口試樣的影響79

三、斷口試樣的制備79

四、斷口試驗80

五、鋼材斷口分類及常見缺陷形態80

第三節 塔形試驗83

一、試樣的選取和制備84

二、試驗操作方法84

第四節 硫印試驗85

一、硫在鋼中的分布與影響85

二、硫印試驗的基本原理85

三、硫印試驗方法85

四、硫印試樣的選取和制備86

五、硫印試驗的材料和操作步驟86

第五節 鋼的淬透性試驗87

一、臨界直徑法87

二、端淬法87

思考題91

第四章 鋼的微觀檢驗92

**節 鋼中非金屬夾雜物檢驗92

一、非金屬夾雜物對鋼性能的影響92

二、鋼中非金屬夾雜物的分類93

三、非金屬夾雜物檢驗94

第二節 晶粒度檢驗96

一、晶粒大小對鋼性能的影響96

二、晶粒分類97

三、晶粒度檢驗97

第三節 鋼的脫碳層檢驗100

一、脫碳對鋼性能的影響101

二、脫碳層組織定義及識別101

三、脫碳層檢驗101

第四節 鋼鐵材料滲層深度測定及組織檢驗103

一、滲碳層檢測103

二、碳氮共滲層檢測105

三、滲氮層檢測106

思考題108

第五章 常用鋼種及其檢驗109

**節 鋼的分類與編號109

一、鋼的分類109

二、合金鋼的編號方法109

第二節 結構鋼113

一、結構鋼的分類113

二、結構鋼的金相檢驗113

三、冷變形鋼113

四、易切削鋼116

五、低合金鋼117

六、調質鋼119

七、貝氏體鋼120

八、滲碳鋼120

九、滲氮鋼121

十、彈簧鋼121

第三節 軸承鋼122

一、軸承鋼的分類123

二、鉻軸承鋼的熱處理123

三、鉻軸承零件的代表工藝及顯微組織124

四、軸承鋼的基本檢測項目125

第四節 工具鋼126

一、工具鋼的分類126

二、碳素工具鋼127

三、合金工具鋼129

四、模具鋼131

五、高速工具鋼134

第五節 不銹鋼139

一、不銹鋼工作條件下的性能要求139

二、不銹鋼的分類139

三、不銹鋼的化學成分特點140

四、不銹鋼中的組織和相140

五、各類不銹鋼的熱處理及金相組織141

六、不銹鋼的金相檢驗147

第六節 耐熱鋼148

一、耐熱鋼的化學成分148

二、耐熱鋼的性能要求148

三、耐熱鋼的類型及特性149

四、耐熱鋼高溫運行時組織及性能的變化150

五、金相檢驗項目150

思考題150

第六章 鑄鋼和鑄鐵的金相檢驗與分析152

**節 鑄鋼152

一、概述152

二、鑄鋼的組織特點153

三、鑄鋼件的熱處理153

四、鑄造高錳鋼154

第二節 鑄鐵155

一、概述155

二、鑄鐵的石墨化及其影響因素156

三、灰口鑄鐵156

四、可鍛鑄鐵162

五、球墨鑄鐵170

六、蠕墨鑄鐵182

七、白口鑄鐵187

八、鑄鐵熱處理188

思考題189

第七章 有色金屬的金相檢驗與分析190

**節 鋁及鋁合金190

一、鋁及鋁合金基本知識190

二、組織檢驗及分析195

三、鋁合金常見缺陷200

第二節 銅及銅合金202

一、分類203

二、銅合金的熱處理208

三、銅及銅合金常見疵病209

四、銅合金的宏觀檢驗210

五、銅及銅合金的顯微組織檢驗211

第三節 鎂合金212

一、鎂合金的分類及牌號212

二、變形鎂合金的檢驗214

第四節 鈦合金215

一、鈦合金的分類及牌號216

二、鈦的合金化217

三、鈦合金的熱處理217

四、鈦合金的特性218

五、常用合金元素對鈦的性能的影響219

六、鈦合金中的介穩定相220

七、鈦合金在軍事方面的應用221

八、金相組織檢驗221

思考題223

第八章 焊件的金相檢驗與分析225

**節 概述225

第二節 焊接的熱過程226

一、焊接熱循環226

二、焊接加熱和冷卻過程的特點227

第三節 焊接缺陷228

一、焊接缺陷的種類228

二、焊接裂紋的劃分229

第四節 焊件的宏觀金相檢驗233

一、外觀檢驗233

二、宏觀組織檢驗234

三、宏觀金相檢驗的浸蝕劑235

四、焊接接頭的斷口檢驗236

第五節 焊件的微觀組織分析與檢驗236

一、試樣制取236

二、焊接時組織轉變的特點236

三、焊縫的組織與偏析237

四、焊接熱影響區的組織238

五、焊接熱影響區的硬度分布240

思考題242

第九章 高溫合金及粉末冶金的檢驗與分析243

**節 高溫合金243

一、高溫合金的主要特點243

二、高溫合金分類及表示方法244

第二節 粉末冶金263

一、粉末冶金分類263

二、粉末冶金樣品制備及檢驗264

思考題265

第十章 失效分析266

**節 概述266

一、金屬構件失效及分析266

二、失效分析在質量和效益方面的作用266

三、失效分析與相關學科的關系267

第二節 失效分析的一般步驟268

一、現場調查和收集資料268

二、失效件的觀察、檢測和試驗269

三、失效原因分析和提出改進措施269

第三節 機械構件失效的常見類型269

一、按失效形式分類269

二、按失效原因分類271

第四節 斷口分析技術275

一、斷裂275

二、斷口278

三、斷口的分析279

四、常見斷口分析284

第五節 金屬的腐蝕失效291

一、金屬腐蝕失效的類型291

二、常見金屬腐蝕失效的特征及形成條件292

三、金屬腐蝕的防護296

四、金屬腐蝕的測試方法297

思考題298

第十一章 相關專業基礎知識299

**節 金屬熔煉與壓力加工工藝299

一、熔煉299

二、鑄造300

三、鍛壓301

第二節 金屬冷加工工藝302

一、金屬切削加工的工藝特點302

二、冷沖壓加工的工藝特點304

三、冷旋壓加工的工藝特點304

第三節 無損檢測基礎知識305

一、定義305

二、無損檢測的目的305

三、無損檢測常用方法306

四、無損檢測的特點308

第四節 復合材料制造工藝308

一、復合材料的分類及特點309

二、復合材料的增強機制309

三、復合材料的界面309

四、復合材料制備方法310

思考題312

參考文獻313