物理冶金检测技术

物理冶金检测技术全面综述了金属材料物理冶金检测的方方面面，既注重基础知识的介绍，又注意技术的应用与实操，针对实操过程中的注意事项，可能遇到的各种情况，如何判断，如何避免问题的出现，书中都有详细地讲解。

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，包括了金相实验室的基本要求、物理冶金检测技术、材料铸造组织和变形组织分析、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、金相检测技术金相了介绍，并且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。
本书内容全面详实、深入浅出，可作为航空物理冶金人员培训教材，也可作为材料与工艺研究人员、失效分析人员、检测人员的参考书。同时也适合航天、兵器、船舶等国防科技领域物理冶金人员的培训教材与参考书籍，以及高铁、汽车等领域物理冶金人员的培训教材与参考书籍。

刘昌奎，北京航空材料研究院，高工，副主任，目前是中航工业失效分析中心副主任，中航工业物理冶金人员资格鉴定委员会主任，航空学会物理检测专业委员会主任。负责航空基金、国防技术基础、APTD等方向课题10多项。主要从事材料微观物理和失效分析方面的研究，负责和参与多项高温合金、钛合金微观组织与性能关系、组织评价表征等方面的研究工作。负责中航工业物理冶金人员培训组织和教学工作，主要授课方向包括钛合金、铝合金和铜合金。获部级科技成果2项，发明专利1项。

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
1.1.2ASTME807对金相实验室的要求7
1.1.3SAEAS7101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
参考文献346