《金相分析基础/职业教育“十二五”规划教材》共十四个单元，包括金相试样的制备、金相显微镜、偏振光金相分析方法、显微硬度及其应用、电子显微分析、非金属夹杂物的检验、金属断口分析、金属无损探伤基础、结构钢常规金相检验、工具钢常规金相检验、特殊钢常规金相检验、铸钢和铸铁件常规金相分析、零件表面处理后的金相检验、焊接件的金相检验。书中注重内容的精选，力求突出科学性和实用性。同时，注重吸收前沿技术，以拓展学生视野，适应金属热处理、焊接、铸造等热加工技术的新发展。为方便教学，配套电子课件和习题答案。
本书可作为高职高专相关专业的教材，并可供相关工程技术人员参考。
本教材针对职业岗位的任职要求，把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切人点，针对金属热处理、焊接、铸造等热加工专业以就业为导向，以能力为本位，以职业岗位技能要求为依据，以促进学生职业生涯发展为目标，与企业专家合作，开发构建了以学习型工作任务为课程内容载体的工作过程系统化课程体系。《金相分析基础》是金属热处理、焊接、铸造等热加工专业教改后课程体系中的一门核心课程，本教材根据金属热处理、焊接、铸造等热加工专业人才培养目标和《金相分析基础》课程教学标准组织编写。
本教材编写过程中，坚持理论知识以应用为目的，注重内容的精选，力求突出科学性和实用性。同时，注重吸收前沿技术，以拓展学生视野，适应金属热处理、焊接、铸造等热加工技术的新发展。本教材共十四个单元，全书由包头职业技术学院戴丽娟主编、统稿并且编写单元一至单元六、单元九、单元十、单元十一和单元十三；包头职业技术学院张瑞负责编写单元八和单元十二；包头职业技术学院郜建中负责编写单元七和单元十四，北方重工集团理化中心高级工程师刘霞主审。
编写过程中，得到了北方重工集团理化中心刘霞和内蒙古一机集团有关专家及同行的有益指导，在此一并表示衷心感谢！
本书配套电子课件和习题答案，可赠送给用本书作为授课教材的院校和老师。
由于编者水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。
编者
单元一金相试样的制备
1.1取样与镶嵌
1.1.1取样
1.1.2镶嵌
1.2磨光与抛光
1.2.1磨光
1.2.2抛光
1.3金属显微组织的显示
1.3.1化学浸蚀原理
1.3.2化学浸蚀操作
1.4金相组织的胶膜复型
1.4.1胶膜复型原理
1.4.2胶膜复型制作技术
1.5宏观检验
1.5.1热酸浸蚀法
1.5.2冷酸浸蚀法
1.5.3硫印试验法
1.5.4常见宏观缺陷的特征及其产生原因
思考题
单元二金相显微镜
2.1透镜的成像原理
2.1.1透镜的种类
2.1.2透镜的成像规律
2.1.3透镜的像差
2.2显微镜的成像
2.2.1显微镜的成像原理
2.2.2显微镜的放大率
2.3显微镜的物镜和目镜
2.3.1物镜
2.3.2目镜
2.4显微镜的照明系统
2.4.1光源及其使用方法
2.4.2垂直照明器及照明方式
2.4.3显微镜的光学行程
2.4.4光阑
2.4.5滤色片
2.5金相显微镜的维护保养
2.5.1光学透镜的维护保养
2.5.2机械装置的维护保养
2.5.3显微镜的操作要点
思考题
单元三偏振光金相分析方法
3.1偏振光基础知识
3.1.1自然光与偏振光
3.1.2偏振光的获得
3.1.3直线偏振光、椭圆偏振光及圆偏振光
3.2偏振光金相分析原理
3.2.1偏振光在各向异性金属磨面上的反射
3.2.2偏振光在各向同性金属磨面上的反射
3.2.3偏振光照明下的色彩
3.3金相显微镜的偏振光装置及使用
3.3.1偏振光装置
3.3.2偏振光装置的调节
3.3.3偏振光金相分析试样的制备
3.4偏振光在金相分析中的应用
3.4.1非金属夹杂物的鉴别
3.4.2各向异性组织的显示
3.4.3各向同性组织的显示
思考题
单元四显微硬度及其应用
4.1显微硬度试验原理
4.1.1显微维氏硬度
4.1.2显微努氏硬度
4.2显微硬度计
4.2.1显微硬度计的结构
4.2.2显微硬度计的技术参数
4.2.3面板显示及各键功能
4.3显微硬度值的测定及影响因素
4.3.1显微硬度值的测定
4.3.2显微硬度值的影响因素
4.4显微硬度的应用
4.4.1显微硬度在金相分析中的应用
4.4.2显微硬度计的维护
思考题
单元五电子显微分析
5.1电子光学基础知识
5.1.1电子的波长
5.1.2电子束的聚焦与放大
5.2透射电子显微镜
5.2.1透射电镜的主要结构
5.2.2透射电镜的样品制备
5.2.3透射电镜的成像原理
5.3扫描电子显微镜
5.3.1电子束与样品的作用
5.3.2扫描电镜的工作原理、构造和性能
5.3.3扫描电镜样品的制备
5.3.4扫描电镜的成像原理
5.4电子探针X射线显微分析
5.4.1X射线的产生及X射线谱
5.4.2电子探针的工作原理及应用
思考题
单元六非金属夹杂物的检验
6.1非金属夹杂物的分类
6.1.1按夹杂物的来源分类
6.1.2按夹杂物的化学成分分类
6.1.3按夹杂物的塑性分类
6.2非金属夹杂物对钢性能的影响
6.2.1非金属夹杂物对疲劳性能的影响
6.2.2非金属夹杂物对钢的韧性和塑性的影响
6.2.3非金属夹杂物对钢的工艺性能影响
6.3非金属夹杂物的鉴定方法
6.3.1宏观鉴别法
6.3.2微观鉴别法
6.4非金属夹杂物的金相鉴定
6.4.1检验非金属夹杂物的试样制备
6.4.2非金属夹杂物的主要特征
6.4.3非金属夹杂物的鉴定程序
6.4.4非金属夹杂物的评定原则
思考题
单元七金属断口分析
7.1金属断裂的基本概念
7.1.1断裂及断口分析
7.1.2断裂的类型
7.2金属断裂分析的一般方法
7.2.1实际零件破损情况的现场调查
7.2.2断裂零件的外观检查
7.2.3断口表面的保护及清洗
7.2.4断口分析
7.2.5其他检查
7.3断口的宏观分析
7.3.1静载荷下的宏观断口形貌
7.3.2冲击断口的宏观形貌
7.3.3疲劳断口的宏观形貌
7.3.4其他断口的宏观特征
7.4断口的微观分析
7.4.1韧性断裂断口
7.4.2解理断裂断口
7.4.3准解理断裂断口
7.4.4疲劳断裂断口
7.4.5晶间断裂断口
思考题
单元八金属无损探伤基础
8.1磁力探伤
8.1.1磁力探伤原理
8.1.2磁力探伤过程
8.2超声波探伤
8.2.1超声波基本知识
8.2.2超声波探伤检测分类
8.3射线探伤
8.3.1射线探伤原理
8.3.2射线探伤方法
思考题
单元九结构钢常规金相检验
9.1钢中非金属夹杂物的金相检验
9.2冷变形金属的金相检验
9.2.1冷冲压用钢的金相检验
9.2.2冷拉结构钢的金相检验
9.3低碳低合金钢的金相检验
9.3.1低碳低合金钢的分类
9.3.2低碳低合金钢的金相检验
9.4调质钢的金相检验
9.4.1调质钢的热处理
9.4.2调质钢的金相检验
9.5贝氏体钢的金相检验
9.6弹簧钢的金相检验
9.6.1弹簧钢的热处理
9.6.2弹簧钢的金相检验
9.7轴承钢的金相检验
9.7.1铬轴承钢
9.7.2渗碳轴承钢
9.7.3特殊用途的轴承钢
思考题
单元十工具钢的金相检验
10.1碳素工具钢的金相检验
10.1.1显微组织特点
10.1.2不正常的退火组织
10.1.3不正常的淬火组织
10.2合金工具钢的金相检验
10.2.1合金工具钢的退火组织及其评定
10.2.2合金工具钢的淬火组织及其评定
10.2.3合金工具钢的回火组织及其评定
10.3模具钢的金相检验
10.3.1冷作模具钢
10.3.2热作模具钢
10.4高速工具钢的金相检验
10.4.1退火状态
10.4.2淬火回火状态
思考题
单元十一特殊钢常规金相分析
11.1不锈钢的金相检验
11.1.1不锈钢金相检验试样制备与浸蚀
11.1.2各类不锈钢的热处理及其金相组织
11.1.3不锈钢金相检验
11.2耐热钢的金相检验
11.2.1金相试样的制备
11.2.2铁素体耐热钢
11.2.3珠光体铁素体耐热钢
11.2.4马氏体耐热钢
11.2.5奥氏体耐热钢
11.2.6耐热钢金相检验标准
思考题
单元十二铸钢和铸铁件常规金相分析
12.1铸钢的金相检验
12.1.1铸造碳钢的金相检验
12.1.2铸造高锰钢的金相检验
11.2铸铁的金相检验
12.2.1白口铸铁
12.2.2灰铸铁
12.2.3球墨铸铁
12.2.4可锻铸铁
思考题
单元十三零件表面处理后的金相检验
13.1钢的渗碳层检验
13.1.1渗碳层深度的测定
13.1.2渗碳零件的应用
13.2钢的碳氮共渗层检验
13.2.1金相法
13.2.2硬度法
13.3钢的渗氮层检验
13.3.1原始组织检验
13.3.2渗氮层深度的测定
13.3.3渗氮层疏松检验
13.3.4渗氮扩散层中氮化物检验
13.4钢的渗硼层检验
13.5感应加热表面淬火检验
13.5.1金相法
13.5.2硬度法
13.6火焰加热表面淬火检验
13.6.1宏观法
13.6.2金相法
13.6.3硬度法
思考题
单元十四焊接件的金相检验
14.1焊接接头的宏观检验
14.1.1焊接接头外观质量检验
14.1.2焊接接头的低倍组织检验
14.2焊接区域显微组织特征
14.2.1焊缝金属的组织
14.2.2熔合线组织特征
14.2.3焊接热影响区组织特征
14.3几种典型焊接组织识别
14.3.1低碳钢焊后的显微组织
14.3.2低碳合金钢焊接组织
14.3.3调质钢焊接组织
14.3.41Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接组织
14.3.5异种钢对接焊组织
14.4焊接组织浸蚀方法
14.4.1浸蚀剂
14.4.2不锈钢对接焊
14.4.3异种钢焊接
14.4.4焊接试样宏观检验浸蚀剂
14.5焊接接头常见缺陷
14.5.1裂纹
14.5.2孔穴
14.5.3固体夹杂
14.5.4未熔合和未焊透
14.5.5形状缺陷
14.5.6其他缺陷
思考题
参考文献
单元一 金相试样的制备
金相试样的制备一般步骤为：取样、镶嵌、标号、磨光、抛光、显示。如果选取的试样形状、大小合适，便于用手握持磨制时，则不必进行镶嵌。检验非金属夹杂物或铸铁中石墨，就不必进行浸蚀。总之，应根据检验的目的来确定制样步骤。
1．1 取样与镶嵌
1．1．1 取样
试样的切取是金相试样制备的第一道工序，若取样不当，则达不到检验目的，因此，切取试样的部位、数量和磨面方向应严格按照相应的标准规定进行。
1．1．1．1 取样部位、数量和磨面方向的选择
取样部位必须与检验目的和要求相一致，使切取的试样具有代表性。必要时应在检验报告中绘图说明取样部位、数量和磨面方向。例如，检验裂纹产生的原因时，应在裂纹部位取样，而且还应在远离裂纹处再取样，以利比较；检验铸件时，应在垂直于模壁的横断面上取样，对于厚壁铸件，还应从表面至中心的横断面上取3—5个试样，磨制横断面，由表面到中心逐个进行观察比较。
图1-1表示锻轧型材金相试样的切取方位，其纵断面（图1—1中的1、2、4、5）主要用于：①检验非金属夹杂物的数量、大小和形状；②检验晶粒的变形程度和锻造纤维组织；③检验钢材的带状组织，以及通过热处理对带状组织的消除程度。横断面（图1-1中的3）主要用于：①检验从表面到中心的金相组织变化情况及偏析；②检验表层各种缺陷，如氧化、脱碳、过烧、折叠等；③检验表面热处理结果，如表面淬火的淬硬层，化学热处理的渗碳层、氮化层、碳氮共渗层以及表面镀层等；④检验非金属夹杂物在整个断面上的分布；⑤测定晶粒度等．
一般说来，在进行非金属夹杂物评定时，应磨制纵横两个面；在观察铸件组织、表层缺陷以及测定渗层厚度、镀层厚度、晶粒度等均需磨制横断面；在进行破断（失效）分析时，往往需要切取几个试样，同时磨制纵横两个面进行观察分析。
……
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