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《钢铁金相图谱》pdf

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 文章来源:未知编辑:admin时间:2019-09-25 18:59

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  钢 铁 金 相 图谱 主 编:黄振东 (钢铁研究院研究员 博士生导师) 中 国科 技 文 化 出版 社 前 言 质量是企业的生命,在市场经济的激烈竞争中,质量问题已经上升到 “质 量兴国”的战略高度。金相技术是广泛用于钢铁的研究和检验的方法,在各国 的钢铁检验标准中,金相检验是物理检验的重要项目。金相检验的目的,一方 面是为了查找成品钢材的质量是否符合有关标准规定;另一方面是通过观察鉴 定各种缺陷的分布状况和性质,分析研究产生缺陷的原因和各种工艺因素对钢 铁质量的影响,为改进工艺质量和各种试验研究提供数据,这也是保证产品质 量不可或缺的手段。 钢铁中有多种变相,使钢铁金相绚丽多彩,现象复杂。特别是由于工业需 要,钢中变相迄今仍倍受科学界关注。当前,因为金相图谱较为缺少,同时为 反映材料工艺技术标准的新进展,我们组织了多名长期从事材料、金相热处理 和失效分析的一些专家、学者共同编撰了这部 《钢铁金相图谱》,以提高我国的 金相学研究水平,促进我国的工业发展。 本书在内容结构上由典型金相组织、金相实施技术、碳素钢、低合金钢、 高合金钢、特殊钢、粉末冶金、表面淬火处理、表面化学热处理、铸铁、焊接、 低倍组织和非金属夹杂物、断口分析、失效分析共十四章组成。 内容立意新颖,图文并茂,简明扼要,客观真实,从钢的宏观世界进入钢 的微观世界,科学与艺术完美的结合在一起,具有极高的实用性和操作性。 另外,本书在内容陈述、结构体系、理论观点诸多方面难免有误或不当, 望读者不吝指教。 年 月 !# $ 本书编委会 目 录 ·! · !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 目 录 第一章 钢铁典型金相组织 ………………………………………………………………… ( ) ! 第二章 钢铁金相实验技术 ………………………………………………………………… ( ) # 第一节 金相显微镜的光学原理 ……………………………………………………… ( ) # 一、几何光学的基本原理 ………………………………………………………… ( ) # 二、透镜成象原理 ………………………………………………………………… ( ) $! 三、显微镜的成象 ………………………………………………………………… ( ) $% 第二节 普通光学金相显微镜 ………………………………………………………… ( ) &’ 一、显微镜的光学系统 …………………………………………………………… ( ) & 二、照明系统 ……………………………………………………………………… ( ) () 三、机械系统 ……………………………………………………………………… ( ) (( 四、显微镜的操作与维护 ………………………………………………………… ( ) (( 五、各类金相显微镜 ……………………………………………………………… ( ) (* 第三节 偏振光显微镜 ………………………………………………………………… ( ) *) 一、偏振光的基本知识 …………………………………………………………… ( ) *) 二、偏振光显微镜的结构特点 …………………………………………………… ( ) * 三、偏光显微镜工作原理 ………………………………………………………… ( ) *& 四、偏振光显微镜在金相分析中的应用 ………………………………………… ( ) *% 第四节 干涉显微镜 …………………………………………………………………… ( ) %’ 一、干涉理论概述 ………………………………………………………………… ( ) %’ 二、干涉显微镜 …………………………………………………………………… ( ) %( 三、干涉显微镜在金相分析中的应用 …………………………………………… ( ) #) 第五节 相衬金相显微镜 ……………………………………………………………… ( ) #’ 一、相衬显微分析的基本原理及其在金相分析中的应用 ……………………… ( ) #’ 二、偏光干涉衬度装置…………………………………………………………… ( ) !)) 第六节 金相试样的截取与镶嵌……………………………………………………… ( ) !)& 一、金相试样的截取……………………………………………………………… ( ) !)& 二、金相试样的镶嵌……………………………………………………………… ( ) !)* 第七节 金相试样的磨光与抛光……………………………………………………… ( ) !!’ 一、磨光与抛光应用的磨料……………………………………………………… ( ) !!’ 二、金相试样的磨光……………………………………………………………… ( ) !!$ 三、金相试样的抛光……………………………………………………………… ( ) !’) 四、金相试样制备过程的清洁问题……………………………………………… ( ) !! 五、各种金属材料金相试样的制备……………………………………………… ( ) !! 第八节 金相试样显微组织的显示…………………………………………………… ( ) !& ·’ · 目 录 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 一、概述…………………………………………………………………………… ( ) !# 二、常规显示组织的方法………………………………………………………… ( ) !$ 三、特殊显示组织的方法………………………………………………………… ( ) !%& 第九节 金相显微摄影及暗室技术…………………………………………………… ( ) !$’ 一、金相显微摄影………………………………………………………………… ( ) !$’ 二、感光材料……………………………………………………………………… ( ) !$( 三、显微摄影技术要点…………………………………………………………… ( ) !) 四、暗室技术……………………………………………………………………… ( ) !)# 五、彩色摄影……………………………………………………………………… ( ) !)* 第十节 金属材料的组织分析………………………………………………………… ( ) !(’ 一、前言…………………………………………………………………………… ( ) !(’ 二、单相多晶体等轴晶粒组织…………………………………………………… ( ) !(% 三、金属材料的铸态组织………………………………………………………… ( ) !(# 四、冷形变和再结晶后的组织…………………………………………………… ( ) !(( 五、热加工变形后的组织………………………………………………………… ( ) !(* 六、固态相变后的显微组织……………………………………………………… ( ) !*& 七、铸铁的组织…………………………………………………………………… ( ) !*’ 第十一节 定量金相…………………………………………………………………… ( ) !*% 一、概述…………………………………………………………………………… ( ) !*% 二、定量金相用的符号…………………………………………………………… ( ) !*# 三、定量测量基本原理…………………………………………………………… ( ) !*$ 四、定量测量的基本方法………………………………………………………… ( ) !*) 五、测量误差……………………………………………………………………… ( ) ’&! 六、描述组织的特征参数与定量………………………………………………… ( ) ’&’ 七、定量金相应用例举…………………………………………………………… ( ) ’&( 八、自动图象分析仪应用简介…………………………………………………… ( ) ’&* 第十二节 钢中非金属夹杂物的金相分析…………………………………………… ( ) ’!& 一、钢中非金属夹杂物的分类…………………………………………………… ( ) ’!! 二、钢中非金属夹杂物的鉴定方法……………………………………………… ( ) ’!’ 三、非金属夹杂物的金相鉴定…………………………………………………… ( ) ’! 第十三节 显微硬度在金相研究中的应用…………………………………………… ( ) ’!) 一、显微硬度测试原理…………………………………………………………… ( ) ’!) 二、常用显微硬度计……………………………………………………………… ( ) ’’! 三、显微硬度在金相研究中的应用……………………………………………… ( ) ’’ 第三章 碳素钢……………………………………………………………………………… ( ) ’) 第一节 低碳碳素钢金相组织………………………………………………………… ( ) ’) 第二节 中碳碳素钢金相组织………………………………………………………… ( ) ’*& 第三节 高碳碳素钢金相组织………………………………………………………… ( ) ’& 第四节 铸造碳素钢金相组织………………………………………………………… ( ) 目 录 ·! · !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第五节 碳素钢和铸造碳素钢的缺陷组织…………………………………………… ( ) !# 第四章 低合金钢…………………………………………………………………………… ( ) !## 第一节 低合金结构钢金相组织……………………………………………………… ( ) !## 第二节 弹簧钢金相组织……………………………………………………………… ( ) $% 第五章 高合金钢…………………………………………………………………………… ( ) && 第一节 高合金工模具钢金相组织…………………………………………………… ( ) && 第二节 高锰钢金相组织……………………………………………………………… ( ) ’( 第三节 高速工具钢金相组织………………………………………………………… ( ) !& 第四节 耐酸不锈钢金相组织………………………………………………………… ( ) ( 第五节 耐热不锈钢金相组织………………………………………………………… ( ) %( 第六章 特殊钢……………………………………………………………………………… ( ) #$& 第一节 特殊钢钢坯表面缺陷图谱…………………………………………………… ( ) #$& 一、概述…………………………………………………………………………… ( ) #$& 二、钢坯表面缺陷性质与分类…………………………………………………… ( ) #$’ 三、钢坯表面缺陷宏观形态与显微特征………………………………………… ( ) #$’ 四、产生钢坯表面缺陷因素综合分析…………………………………………… ( ) #!# 第二节 特殊钢金相组织……………………………………………………………… ( ) #!) 一、特殊钢金相组织简介………………………………………………………… ( ) #!) 二、超声波预检与低倍组织缺陷对照图………………………………………… ( ) #$ 三、钢的低倍组织缺陷…………………………………………………………… ( ) ## 四、晶粒长大倾向………………………………………………………………… ( ) #) 五、透射电子显微镜下的光栅像及放大倍数计算……………………………… ( ) #) 六、电渣钢钢锭低倍组织………………………………………………………… ( ) #( 七、 钢热轧材碳化物变化规律 …………………………………………… ( ) *+,&# ##$ 八、钢的显微组织缺陷…………………………………………………………… ( ) ##& 九、 钢钢锭帽口碳偏析检验结果示意图 …………………………………… ( ) # ##! 十、 钢水平连铸坯组织……………………………………………………… ( ) $+, ## 十一、 钢钢坯表面发纹及脱碳层…………………………………………… ( ) $+, ### 十二、以铁素体为基体的组织…………………………………………………… ( ) ##) 十三、珠光体……………………………………………………………………… ( ) ##) 十四、类珠光体…………………………………………………………………… ( ) ##- 十五、魏氏组织…………………………………………………………………… ( ) #)$ 十六、莱氏体……………………………………………………………………… ( ) #)& 十七、牛眼石墨…………………………………………………………………… ( ) #)’ 十八、马氏体……………………………………………………………………… ( ) #)! 十九、板条马氏体………………………………………………………………… ( ) #)) 二十、马氏体 托氏体…………………………………………………………… ( ) . #)( 二十一、索氏体…………………………………………………………………… ( ) #)% 二十二、马氏体低温回火组织…………………………………………………… ( ) #)- ·* · 目 录 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 二十三、球状碳化物……………………………………………………………… ( ) !# 二十四、贝氏体立体对照片……………………………………………………… ( ) !# 二十五、上贝氏体………………………………………………………………… ( ) !$ 二十六、下贝氏体………………………………………………………………… ( ) %# 二十七、上贝氏体 下贝氏体 马氏体混合组织……………………………… ( ) & & %’$ 二十八、粒状贝氏体……………………………………………………………… ( ) %$# 二十九、雪花状贝氏体…………………………………………………………… ( ) %$% 三十、海星状贝氏体……………………………………………………………… ( ) %$ 三十一、棒状贝氏体……………………………………………………………… ( ) %$( 三十二、无碳贝氏体……………………………………………………………… ( ) %)# 第三节 特殊钢的非金属夹杂物……………………………………………………… ( ) %)$ 一、非金属夹杂物简介…………………………………………………………… ( ) %)$ 二、金相显微镜下的点状夹杂物………………………………………………… ( ) %%* 三、追踪硫化物在钢中的变迁…………………………………………………… ( ) %%! 四、 铸钢中气泡壁上 ( , ) 单晶体形貌 ………………………… ( ) +,$! -. /0 1 %’ 五、 钢柱状晶断口上的 形貌 ………………………………………… ( ) $! 2 -.1 %$ ! 六、 钢中的 ( , ) 夹杂物 ……………………………………… ( ) !3456-7 -. /0 1 %) 七、扫描电镜下的钢铁工艺矿物………………………………………………… ( ) %% 第四节 特殊钢典型断口特征………………………………………………………… ( ) % 一、形形色色的沿晶断口………………………………………………………… ( ) % 二、疲劳断口……………………………………………………………………… ( ) %( 三、氢脆断口……………………………………………………………………… ( ) %8# 四、有夹杂物的等轴韧窝………………………………………………………… ( ) %8) 五、无夹杂物的等轴韧窝………………………………………………………… ( ) %8* 六、 电渣钢中的质点偏析 ……………………………………………… ( ) 3456-7 %8! 七、接触疲劳剥落机理…………………………………………………………… ( ) %8( 八、气泡的韵律…………………………………………………………………… ( ) #’ 九、树枝晶的风采………………………………………………………………… ( ) #8 十、显微孔洞……………………………………………………………………… ( ) ’% 十一、化学腐蚀断口……………………………………………………………… ( ) ’( 十二、晶界熔化特征……………………………………………………………… ( ) ’8 十三、 钢铸件裂纹分析…………………………………………………… ( ) $#16-. $# 十四、 钢断口显微分析…………………………………………………… ( ) ,3 2 * $$ 十五、钢的晶粒形貌……………………………………………………………… ( ) $* 十六、解理断口…………………………………………………………………… ( ) $! 第五节 钢中硫化锰铁单晶体图谱…………………………………………………… ( ) $% 一、( , ) 单晶体的发现与巧合 ………………………………………… ( ) -. /0 1 $% 二、( , ) 单晶体的发现过程 …………………………………………… ( ) -. /0 1 $8 三、( , ) 单晶体的晶体学特征 ………………………………………… ( ) -. /0 1 )( 目 录 ·) · !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 四、( , ) 单晶体的生长形态 …………………………………………… ( ) ! #$ % &’’ 五、晶体的层状生长特征………………………………………………………… ( ) &’( 六、关于 ( , ) 单晶体形核机制的探讨………………………………… ( ) ! #$ % &)’ 七、关于 ( , ) 单晶体生长物理的探讨………………………………… ( ) ! #$ % &)& 第七章 粉末冶金…………………………………………………………………………… ( ) &*+ 第一节 铁基粉末冶金金相组织……………………………………………………… ( ) &*+ 第二节 硬质合金金相组织…………………………………………………………… ( ) &,- 第八章 表面淬火处理……………………………………………………………………… ( ) &,( 第一节 表面感应淬火处理金相组织………………………………………………… ( ) &,( 第二节 表面激光淬火处理金相组织………………………………………………… ( ) ,-. 第九章 表面化学热处理…………………………………………………………………… ( ) ,/) 第一节 渗碳处理金相组织…………………………………………………………… ( ) ,/) 第二节 碳氮共渗处理金相组织……………………………………………………… ( ) ,)+ 第三节 渗氮处理金相组织…………………………………………………………… ( ) ,&’ 第四节 渗硼处理金相组织…………………………………………………………… ( ) (-. 第五节 其他渗镀处理金相组织……………………………………………………… ( ) (-( 第十章 铸铁………………………………………………………………………………… ( ) (./ 第一节 铸铁金相图谱概述…………………………………………………………… ( ) (./ 一、铸铁的液态结构……………………………………………………………… ( ) (./ 二、铁 碳相图…………………………………………………………………… ( ) 0 (.’ 三、向铸铁的非平衡凝固………………………………………………………… ( ) (., 四、铸铁稳定系与介稳定系的转化……………………………………………… ( ) (++ 五、铸铁的彩色金相技术………………………………………………………… ( ) (’. 第二节 灰铸铁………………………………………………………………………… ( ) (’, 一、铸铁中的石墨………………………………………………………………… ( ) (’( 二、初生片状石墨的结晶………………………………………………………… ( ) (), 三、灰铸铁初生奥氏体的结晶…………………………………………………… ( ) ()( 四、灰铸铁的共晶结晶…………………………………………………………… ( ) (*& 五、灰铸铁共晶末期最后凝固 区铁液的结晶 …………………………… ( ) !# (,/ 六、铸铁的偏析…………………………………………………………………… ( ) (,& 四、偏析对灰铸铁组织与性能的影响…………………………………………… ( ) ((+ 第三节 球墨铸铁……………………………………………………………………… ( ) ((’ 一、球状石墨的形核……………………………………………………………… ( ) (() 二、球状石墨的生长 …………………………………………………………… ( ) /--. 三、球墨铸铁中的奥氏体枝晶 ………………………………………………… ( ) /-/+ 四、球墨铸铁的共晶结晶 ……………………………………………………… ( ) /-.+ 五、球墨铸铁共晶末期最后凝固 区铁液的结晶 ………………………… ( ) !# /-+. 六、球墨铸铁的凝固形貌 ……………………………………………………… ( ) /-+) 七、球墨铸铁的偏析 …………………………………………………………… ( ) /-*) · · 目 录 % !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第四节 蠕墨铸铁 …………………………………………………………………… ( ) !#$ 四、蠕虫状石墨的形核 ………………………………………………………… ( ) !#% 二、蠕虫状石墨的生长 ………………………………………………………… ( ) !## 三、蠕墨铸铁初生相的结晶 …………………………………………………… ( ) !&’ 四、蠕墨铸铁的共晶结晶 ……………………………………………………… ( ) !&% 五、蠕墨铸铁共晶末期 区铁液的结晶 …………………………………… ( ) !# !() 六、蠕墨铸铁的凝固形貌 ……………………………………………………… ( ) !(% 七、蠕墨铸铁的偏析 …………………………………………………………… ( ) !(& 第五节 白口铸铁 …………………………………………………………………… ( ) !!* 一、概述 ………………………………………………………………………… ( ) !!* 五、白口铸铁中的碳化物 ……………………………………………………… ( ) !!& 三、白口铸铁初生碳化物的结晶 ……………………………………………… ( ) !!!) 四、白口铸铁初生奥氏体的结晶 ……………………………………………… ( ) !!!# 五、白口铸铁的共晶结晶 ……………………………………………………… ( ) !!)! 六 白口铸铁共晶末期 区铁液的结晶 …………………………………… ( ) !# !!*& 七、白口铸铁的偏析 …………………………………………………………… ( ) !!*( 第十一章 焊接 …………………………………………………………………………… ( ) !!’$ 第一节 碳钢焊接金相组织 ………………………………………………………… ( ) !!’$ 第二节 合金钢焊接金相组织 ……………………………………………………… ( ) !!%% 第三节 堆焊层金相组织 …………………………………………………………… ( ) !!&# 第十二章 低倍组织和非金属夹杂物 …………………………………………………… ( ) !)$ 第一节 低倍组织缺陷 ……………………………………………………………… ( ) !)$ 第二节 铸件低倍组织 ……………………………………………………………… ( ) !)*& 第三节 非金属夹杂物 ……………………………………………………………… ( ) !)’& 第十三章 断口分析 ……………………………………………………………………… ( ) !)#$ 第一节 韧性断口 …………………………………………………………………… ( ) !)#$ 第二节 解理断口及准解理断口 …………………………………………………… ( ) !)&’ 第三节 疲劳断口 …………………………………………………………………… ( ) !)(# 第四节 氢致开裂断口和应力腐蚀断口 …………………………………………… ( ) !*# 第五节 其他断口和有关裂纹 ……………………………………………………… ( ) !*!’ 第十四章 失效分析 ……………………………………………………………………… ( ) !**! 第一节 轴杆类失效分析案例