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