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本书分为基础篇和实践篇。基础篇注重基础理论知识的传授，包括了金相实验室基本要求、物理冶金分析技术、铸造组织与变形组织分析、金属的热处理等。实践篇注重实操技能的培训，根据航空物理冶金检测需求，对钢、高温合金、铝合金、钛合金、铜合金、焊接接头、特种工艺条件下的组织特点、缺陷类别与控制、金相检测技术做了详细的讲解。为拓展物理冶金人员视野，还特别介绍了金属断口与失效分析、非金属材料分析技术。
基 础 篇
第1章 金相实验室与物理冶金检测概述 2
1.1 金相实验室的通用要求 2
1.1.1 国内相关标准对金相实验室的要求 2
1.1.2 ASTM E807对金相实验室的要求 7
1.1.3 SAE AS7101对金相实验室的要求 8
1.2 金相检验通用标准 13
1.3 合金相及合金组织 16
1.3.1 合金相 16
1.3.2 二元合金相图及组织 18
1.3.3 铁碳合金相图的特点 22
1.3.4 碳和杂质元素对碳钢显微组织和性能的影响 23
第2章 物理冶金分析技术 25
2.1 光学金相分析 25
2.1.1 光学金相试样制备 25
2.1.2 光学金相显微组织显示 30
2.1.3 光学金相显微组织分析 37
2.2 电子光学分析 40
2.2.1 扫描电子显微术 40
2.2.2 透射电子显微术 41
2.2.3 扫描透射电子显微术 42
2.3 显微硬度测定技术 43
2.3.1 硬度的基本概念 43
2.3.2 显微硬度试验方法 43
2.3.3 显微硬度在金相研究中的应用 48
2.3.4 显微硬度测试技术的新进展 49
2.4 其他分析技术 49
2.4.1 晶体结构测定 49
2.4.2 微区成分分析 50
2.4.3 残余应力测定 50
第3章 铸造组织分析 53
3.1 金属结晶的基本规律 53
3.1.1 金属结晶的一般过程 53
3.1.2 金属结晶的能量条件 54
3.1.3 金属结晶的结构条件 54
3.1.4 晶核的形成 55
3.1.5 晶体的长大 56
3.1.6 结晶速率 56
3.2 铸造组织形成与铸造缺陷 57
3.2.1 枝晶 57
3.2.2 晶粒组织 59
3.2.3 偏析 62
3.3 受控凝固组织 66
3.3.1 细晶铸件 66
3.3.2 定向凝固铸件 67
3.3.3 单晶铸件 68
3.3.4 急冷铸件 68
第4章 变形组织分析 71
4.1 金属的塑性变形 71
4.1.1 单晶体的塑性变形 71
4.1.2 多晶体的塑性变形 73
4.1.3 合金的塑性变形 74
4.2 塑性变形对金属组织和性能的影响 75
4.2.1 性能的变化 75
4.2.2 显微组织的变化 75
4.2.3 残余应力的变化 77
4.3 回复与再结晶 77
4.3.1 回复 77
4.3.2 再结晶 78
4.3.3 晶粒长大 80
4.3.4 影响再结晶后晶粒大小的因素 82
4.4 金属的热加工组织 83
4.4.1 动态回复与动态再结晶 83
4.4.2 热加工组织控制 84
4.5 冷热加工常见缺陷 86
4.5.1 白点 86
4.5.2 晶粒粗细不均导致冷变形开裂 86
4.5.3 过热与过烧 87
4.5.4 折叠 87
4.5.5 铜脆 87
4.5.6 锻裂 87
第5章 金属的热处理 88
5.1 钢的热处理基本原理 88
5.1.1 概述 88
5.1.2 钢加热时的组织转变 89
5.1.3 过冷奥氏体的转变 91
5.2 钢的热处理工艺与组织 98
5.2.1 钢的退火 98
5.2.2 钢的正火 100
5.2.3 钢的淬火 100
5.2.4 钢的回火 104
5.3 钢的化学热处理 105
5.3.1 化学热处理的一般原理 106
5.3.2 影响化学热处理过程的主要因素 106
5.3.3 钢的渗碳 106
5.3.4 钢的氮化 109
5.3.5 碳氮共渗 110
5.3.6 渗硼 111
5.3.7 渗铝 112
5.4 有色金属的热处理 113
5.4.1 退火 113
5.4.2 固溶处理 115
5.4.3 时效 116
5.4.4 形变热处理 118
5.5 金属的热处理缺陷 118
5.5.1 热处理裂纹 119
5.5.2 热处理变形 126
5.5.3 组织缺陷 127
5.5.4 回火脆性 131
5.5.5 化学热处理和表面热处理缺陷 134
实 践 篇
第6章 钢的组织与检测 136
6.1 概述 136
6.2 钢的组织 137
6.2.1 结构钢 137
6.2.2 工具钢 143
6.2.3 特殊性能钢 145
6.3 钢的金相检测 153
6.3.1 低倍组织 153
6.3.2 高倍组织 159
第7章 高温合金的组织与检测 161
7.1 概述 161
7.2 高温合金的组织 163
7.2.1 高温合金中合金化元素的作用 163
7.2.2 高温合金相构成 166
7.2.3 典型高温合金相随热暴露温度的变化 170
7.3 高温合金的金相检测 173
7.3.1 铸造高温合金组织 174
7.3.2 变形高温合金组织 182
7.3.3 粉末高温合金组织 187
第8章 铝合金的组织与检测 190
8.1 概述 190
8.2 铝合金的组织 192
8.2.1 铝合金中组成相的特征及金相鉴别方法 192
8.2.2 铸造铝合金 192
8.2.3 变形铝合金 195
8.2.4 铝合金的强化 197
8.3 铝合金的金相检测 198
8.3.1 低倍组织 198
8.3.2 高倍组织 204
第9章 钛合金的组织与检测 208
9.1 概述 208
9.2 钛合金的组织 208
9.2.1 化学元素对钛及其合金的影响 208
9.2.2 钛合金的显微组织 211
9.3 钛合金中常见的缺陷 219
9.3.1 与熔炼工艺相关的缺陷 219
9.3.2 与其他工艺相关的缺陷 226
9.3.3 钛合金的表面污染 235
第10章 铜合金的组织与检测 237
10.1 概述 237
10.2 铜合金的组织 238
10.2.1 纯铜 238
10.2.2 黄铜 238
10.2.3 白铜 240
10.2.4 青铜 240
10.3 铜合金的金相检测 243
10.3.1 低倍组织 243
10.3.2 高倍组织 243
10.3.3 铜及铜合金产品的常见缺陷 244
第11章 焊接接头的组织与检测 247
11.1 概述 247
11.1.1 焊接的物理本质 247
11.1.2 焊接的分类 249
11.2 焊接接头的组织 251
11.2.1 区域划分 251
11.2.2 熔焊接头金相组织 252
11.2.3 钎焊接头金相组织 256
11.2.4 压焊接头金相组织 260
11.3 焊接缺陷与检测 262
11.3.1 焊接缺陷 262
11.3.2 焊接金相检测 267
第12章 特种工艺组织及其检测 270
12.1 概述 270
12.2 激光、电火花加工及其检测 272
12.2.1 激光、电火花加工特点 272
12.2.2 激光、电火花加工缺陷组织 273
12.2.3 激光、电火花加工检测 276
12.3 镀层、阳极化与化学氧化膜及其检测 277
12.3.1 化学、电化学加工特点 277
12.3.2 镀层组织缺陷及其检测 279
12.3.3 阳极化及化学氧化膜检测 284
12.4 热喷涂涂层及其检测 285
12.4.1 热喷涂工艺特点及其涂层组织 285
12.4.2 热喷涂涂层检测 287
12.5 喷丸及其检测 297
12.5.1 喷丸工艺特点 297
12.5.2 喷丸检测 298
第13章 金属断口与失效分析 302
13.1 断口分析的作用及意义 302
13.2 断裂分类 302
13.3 断口特征 305
13.3.1 断裂机理与断口典型特征 305
13.3.2 不同断裂失效模式的断口特征 308
13.4 断口分析内容 318
13.4.1 断口的获得 318
13.4.2 断口宏观分析 320
13.4.3 断口微观分析 321
13.4.4 断口的特殊分析 322
13.5 裂纹与断裂失效分析 323
13.5.1 断裂失效分析中的裂纹分析 323
13.5.2 断裂起源和扩展途径分析 328
13.5.3 断裂原因分析 330
第14章 非金属材料分析技术 333
14.1 概述 333
14.1.1 材料与制件在结构上的不均匀性 333
14.1.2 高分子材料的黏弹性 334
14.2 非金属材料的常见缺陷 335
14.2.1 橡胶材料的常见缺陷 335
14.2.2 塑料的常见缺陷 336
14.2.3 树脂基复合材料的常见缺陷 340
14.3 非金属材料常用检测方法 344
14.3.1 表面形貌与污染分析 344
14.3.2 界面分析 344
14.3.3 成分分析 345
作者:刘昌奎 主编
出版日期:2015年6月
书号:978-7-122-23617-3
开本:B5 710×1000 1/16
装帧:平
版次:1版1次
页数:348页
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结合检测工作实践,对建筑外窗的抗风压性能、气密性能、水密性能进行了分析,并对如何把好检测关,增强建筑外窗物理性能,提高建筑工程质量提出了建议。
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冶金行业工艺较为复杂，加之技术性要求较高，生产系统和控制系统常会出现一些问题，其中电气设备状态问题尤为突出，催生了相应的状态检测技术。对电器设备的状态监测技术进行了相关论述，并阐述了其应用过程。
焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。
焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下：
真密度为 1.8-1.95g/cm3；
视密度为 0.88-1.08g/ cm3；
气孔率为 35-55%；
散密度为 400-500kg/ m3；
平均比热容为 0.808kj/（kg·k）（100℃），1.465kj/（kg·k）（1000℃）；
热导率为 2.64kj/（m·h·k）（常温），6.91kg/（m·h·k）（900℃）；
着火温度（空气中）为 450-650℃；
干燥无灰基低热值为 30-32kj/g；
比表面积为 0.6-0.8m2/g 。
本书内容主要包括钢铁及合金的力学性能检测技术、金相检测技术、X射线衍射技术、电子显微分析技术、物理性能检测技术、无损检测技术，还包括以这些检测技术为基础，结合化学分析和测量技术等综合性的失效分析技术。本书重点介绍了检测方法、所用仪器设备、钢铁及合金材料及其相关产品的检测和失效分析特点，其中既有作者的工作体会和检测分析技巧，又有不少实际检测和分析案例，部分内容是首次公开。
利用地震数据更好地检测地下天然气层的分布。现有的地震气层检测技术可概括为3类：其一是以弹性介质模型为基础的叠前检测技术；其二为以黏弹性介质模型为基础的能量吸收分析技术；其三为地震属性分析技术。
（1）叠前地震检测技术
以地震波的弹性介质理论为出发点，以揭示地震反射能量（振幅）随炮检距（或入射角）的变化规律为基础，通过确定地层的各种物理参数，达到预测地层岩性与含油气性的目的。其研究技术主要包括AVO反演和弹性波阻抗（EI）反演，采用AVI方法建立正演模型进行烃类检测的方法。当砂岩含气时，纵波波速度明显降低，泊松比也明显低于含水时的泊松比，不同波阻抗的砂岩AVO特征也不同，选择合适的井在合成地震记录层位标定的基础上，研究含气砂岩的地震反射振幅随炮检距的变化关系和各种AVO属性参数的特征，以及含气砂岩与非含气砂岩在各项特征上的差异和变化。含气砂岩AVO属性特征的确定可以指导利用地震道集的AVO反演结果进行可靠的含气砂岩分布预测。
（2）以黏弹性介质模型为基础的能量吸收分析技术
地层的黏弹性特征和非均质性特征是导致地震波能量衰减的主要内在因素。地层中流体饱和度的增加，特别是含气饱和度的增加不仅使地层的黏滞性得到增强，而且会吸收地震波的传播能量，从而使反射波振幅选频降低，并产生明显的频散效应。岩石成分及结构的变化（粒度的非均质性分布、颗粒间胶结方式与胶结程度的差异、孔隙类型与结构的变化、不同形态与开启特征的裂缝分布等）不仅会使地震波的能量因地层的内摩擦和流体与岩石骨架间的相互作用造成不同程度地耗散，而且使地震波的能量因散射、反射、几何扩散等而衰减。能量吸收是地震波能量衰减的重要因素。在地震波的传播过程中，其所经过的每一地层单元对地震波的能量都有不同程度的吸收，振幅幅度随着传播距离和吸收系数的增大呈指数降低。当地层含有天然气时，其吸收系数将有明显增加，现代地球物理技术旨在通过对此“额外”吸收的分析，达到预测天然气层的目的。
（3）地震属性气层预测方法
地震属性技术对揭示地质体的客观现象与展布特征具有十分重要意义，地震属性技术的广泛应用是地球物理技术的重大进展。地震属性技术的优势在于其信息十分丰富，人们可通过不同地震属性从不同侧向了解地质体的客观地质规律。由于气层的黏滞性和低速传播特征，因此含气层往往表现出地震反射强度的变化和地震反射能量的选频衰减，因此，与振幅、能量及频率有关的地震属性通常可以对气层有不同程度的响应，以此为依据选择平均能量、平均瞬时频率、平均反射强度和均方根振幅等相关属性对研究区目的层的含气性特征进行针对性研究。通过对已有气层标定分析，发现平均能量属性对研究区内气层反映较为敏感。由此对该属性进行重点研究，并将其与能量吸收分析预测结果相互印证，以确定研究区的气层平面展布规律 。
（1）自然电位法
自然电位法又称氧化还原电位法，或叠加自然电位法，主要是利用油气藏上方产生的“燃料电池”效应，通过地面上观测油气藏的自然电位异常特征，来分析判断油气藏的分布范围。自然电位采集方法较为简单，可单点或拟二维多道连续观测。为压制异常干扰，常采用多道连续异步观测方法，故称叠加自然电位法。三维多道连续矩阵观测方法和反演方法正在研究之中。
（2）复电阻率（CR）法
复电阻率（CR）法是一种测深类电法，可以从浅到深地研究电性结构特征。该方法采用多道偶极—偶极装置进行几何测深（见图4），野外测量2-8～2 8Hz宽频带的振幅—相位谱，通过反演求出不同深度的视极化率ηs和视电阻率ρs等，用这些参数来评价构造或地层岩性圈闭的含油气性。其中ηs参数反映圈闭的含油气性，ηs高则表明含油气希望大；ηs 没有异常，则表明含油气希望小 。
（1）高分辨率时频电磁法
高分辨率时频电磁法源于俄罗斯 ，是对复电阻率法的有效改进，其方法原理和研究目标涵盖了复电阻率法和建场测深法。复电阻率法采用偶极—偶极几何测深装置，这就决定了其探测深度受装置大小限制，只有加长排列才能达到一定的探测深度。但排列太长，场源功率不够，资料信噪比必然降低，特别是排列太长，电磁效应和激电效应重叠难以分离，勘探效果和分辨率都受到限制。而时频电磁法采用轴向偶极装置，同时研究频率域和时间域参数；探测深度主要与激发周期有关，激发周期长探测深度大，而且分辨率更高。另外，时频电磁法保留了垂直磁场分量的测量，因而又具有建场测深的功能。
（2）高精度磁法
由于油气微渗漏导致的近地表次生磁性矿物的局部富集，因此在油气藏上方可形成微磁异常。实践表明,这种微磁异常一般幅值不大(几至几十纳特)，比一般无磁性的沉积地层磁异常大，但远小于火山岩磁异常，在油气田的边部呈相对高值，而在油气藏正上方也存在比周边稍低的异常值，因此，油气藏的磁异常具有环状异常特征。高精度磁法得到的磁异常与其他位场异常一样，由区域异常和局部异常叠加而成。要检测出油气藏产生的磁异常，首先，测量数据必须有足够高的精度；其次，处理上必须从区域和局部磁异常中分离出幅度不大、频率较高的磁异常。因此，应用磁法进行油气检测对数据采集和处理方法有严格要求。
一般来说，用重力检测油气藏是基于油气充注产生的重力亏损，构造油气藏常表现为重力高中有低。但大多数背斜顶部和两翼由于地层隆升而裂缝发育，造成其地层密度降低，也表现为重力高中有低，因此存在多解性。20世纪90年代，从美国和俄罗斯相继引进了重力油气检测技术 。由于用于油气检测的重力测量对数据的精度要求很高，因此在野外施工上有更严格的规定，工作效率相对较低，再加上解释上存在的多解性，重力油气检测受到一定的限制。主要在地形比较平坦的条件下对规模较大、埋深较浅的油气藏进行勘探试验。
是以遥感宏观、同步的数据获取, 通过计算机图像处理方法,提取出由于海底油气藏烃类渗漏引起的海洋表面异常或由于油气藏存在而产生的海底重力异常。在GIS 的支持下, 经与油气地质、地球物理及地球化学数据复合分析, 圈划出异常靶区的一种综合勘探技术 。
冶金焦物理性质