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附录二 kgf·mm-2换算成N·mm-2

第1篇总论3

第1章概论3

目 录3

第2章物理检测在材料科学发展4

与材料研制中的作用4

第3章物理检测的标准化和综合5

分析5

第4章新的发展动向6

4.2.6 离子溅射成膜法（气体离子侵蚀法） （77

2.3.3 随动式物位指示仪 （1067

参考文献8

1 概述11

第1章概论11

第2篇金相检验11

2.1 合金钢热处理工艺的研究11

2 金相学的作用11

2.2 控制机械产品的质量11

2.3 失效分析12

3.1 金相显微镜12

3 金相学发展概况12

3.2 制样技术12

3.3 分析技术13

1 概述13

第2章宏观组织检验13

3.1 酸蚀试验的意义、方法及14

标准14

3.1.1 酸蚀式验的意义14

3.1.2 酸蚀试验方法14

3.1.3 酸蚀试验标准14

3.2 酸蚀的简单原理14

3.3 酸蚀试验的设备14

3.3.1 热、冷酸蚀试验设备14

2 断口检验14

3 酸蚀试验14

3.5.2 冷酸蚀试验的操作及注意15

事项15

3.5 酸蚀试验的操作15

3.5.1 热酸蚀试验的操作15

3.4.2 检验面的制备15

3.4.1 取样15

3.4 酸蚀试样的制备15

3.3.2 电解酸蚀试验设备15

3.6 电解酸蚀试验的操作19

4 塔形检验方法19

4.1 塔形检验的意义及标准19

4.2 发纹形成原因、分布规律19

及防止办法19

5.2.1 硫印试验材料20

5.2.2 硫印试验步骤20

5.2 硫印试佯的制备及试验方法20

4.4.1 酸蚀法20

4.5 评定及表示方法20

5.1 硫印试验的基本原理20

4.4 操作方法20

4.4.2 磁粉探伤法20

4.3 试样制备20

5 硫印试验20

5.3 硫印试验标准21

6.2 Niessner法21

6.3 滴点法21

7 钢中常见的宏观缺陷及评定21

原则21

7.1 疏松21

7.2 缩孔21

6 磷印试验21

6.1 Canfield法21

7.3 偏析22

7.5 翻皮22

7.6 白点22

7.4 气泡22

7.8 夹杂物23

7.9 其他宏观缺陷23

8 铝及铝合金的宏观检验23

8.1 试样制备23

7.7 轴心晶间裂纹和内裂23

8.2.1 常用侵蚀剂的选择24

8.3 铝及铝合金常见的宏观缺陷24

8.2 试样的侵蚀24

8.2.2 侵蚀温度和时间24

8.3.1 铸造铝合金缺陷24

8.3.2 形变铝合金宏观缺陷26

第3章金相试样制备27

2.2 取样部位27

1 概述27

2 金相试样的选取27

2.1 取样原则27

2.2.1 质量评定时的取样部位28

2.2.2 废品分析件的取样部位28

2.2.3 失效分析件的取样部位29

2.3 金相试样的截取29

2.3.1 试样截取的操作步骤29

2.3.2 试样截取的注意事项30

2.3.3 几种常用的试样截取方法30

3 金相试佯的镶嵌30

3.1.2 环状夹具31

3.1.3 专用夹具31

3.1.1 平板状夹具31

3.1 机械夹具法31

3.2 试佯热压镶嵌法32

3.2.1 金相镶嵌机32

3.2.2 热压镶嵌材料32

3.2.3 热压镶嵌的方法及注意事项32

3.3 试样冷镶嵌法33

3.3.1 冷镶嵌器具33

3.3.2 冷镶嵌材料及其配制33

3.5 低熔点合金的镶嵌法34

4.2.1 磨光用材料34

4.1 整平34

4.2 粗磨34

3.4 电解抛光试样的镶嵌34

4 金相试样的磨光34

3.3.3 冷镶嵌的操作步骤34

4.2.2 粗磨设备35

4.2.4 机械磨光和自动磨光35

4.2.3 手工粗磨操作35

5 抛光36

5.1 机械抛光设备36

4.3 细磨36

5.2 抛光剂与抛光磨料37

5.2.1 抛光剂37

5.2.2 抛光磨料37

5.4.2 注意事项38

5.3.2 抛光织物的选择38

5.4.1 操作要点38

5.4 机械抛光及注意事项38

5.3.1 抛光织物38

5.3 抛光织物及选择38

5.4.3 抛光质量的检查39

5.5 电解抛光39

5.5.1 电解抛光曲线39

5.5.2 电解抛光液40

5.5.3 电解抛光设备42

5.5.4 电解抛光的操作及注意事项42

5.5.5 电解抛光过程中的问题及其纠正方法43

5.6 电机械抛光43

5.7.1 化学抛光溶液44

5.7.2 化学抛光的方法及注意事项44

5.7 化学抛光44

1 概述46

第4章金相组织的显示46

2 光学法46

5.7.3 化学抛光的优缺点46

3.1 化学侵蚀47

的侵蚀47

3.1.3 多相合金的侵蚀47

3.1.1化学侵蚀原理47

3.1.2 纯金属及单相固溶体合金47

3 侵蚀法47

3.1.4 化学侵蚀剂及侵蚀操作48

3.2 电解侵蚀57

3.2.1 电解侵蚀的特点及应用57

3.2.2 电解侵蚀时应注意的事项58

3.2.3 电解侵蚀剂与电解规范58

3.3 热蚀显示59

3.4 阴极真空侵蚀法60

3.4.2 阴极真空侵蚀装置60

3.4.3 操作过程60

3.4.1 阴极溅射侵蚀原理60

3.5.1 恒电位选择侵蚀原理61

3.5.2 恒电位选择侵蚀装置及操作要点61

3.5 恒电位选择侵蚀61

3.5.3 恒电位选择侵蚀的特点与62

应用62

4 干涉层法63

4.1 干涉膜金相组织显示原理65

4.1.1 均厚膜65

4.2 形成干涉层的几种方法66

4.1.2 非均厚膜66

4.2.1 化学染色法66

4.2.2 阳极覆膜（电解阳极化）67

4.2.3 恒电位阳极化及阳极沉积73

4.2.4 热染74

4.2.5 真空镀膜（真空气相沉积法）76

5 高温浮突法77

6 磁性显示和装饰法77

6.1 磁性显示法77

6.2 装饰法78

第5章光学金相显微镜78

1 概述78

2.2.1 透镜79

2.1 反射镜与棱镜79

2.2 透镜成像原理79

2 金相显微镜光学原理79

2.2.2 透镜成像的规律与公式80

2.2.3 透镜成像的像差80

2.3 金相显微镜的放大原理81

3 金相显微镜的基本结构82

3.1 物镜82

3.1.1 物镜的类型82

3.1.2 物镜的性质82

3.3.2 光源的种类84

3.3.1 光源的要求84

3.2.2 目镜的放大倍数84

3.2.1 目镜的分类84

3.2 目镜84

3.3 光源84

3.4.2 暗（视）场照明的光路行程85

3.3.3 光源的使用方法85

3.4 垂直照明器与光路行程85

3.4.1 明场照明的光路行程85

3.6 滤色片86

3.5 光阑86

3.5.1 孔径光阑86

3.5.2 视场光阑86

3.7 显微镜镜架87

4 金相显微镜的分类88

5 偏光、相衬、干涉与显微硬度在金相检验中的应用88

5.1 偏振光的原理与应用88

5.1.1 偏振光装置及其调整88

5.1.2 偏光在金相方面的应用89

5.2.1 相衬的原理90

5.2.2 相衬装置与结构90

5.2 相衬的原理与应用90

5.3 干涉在金相研究中的应用91

5.2.3 相衬方法在金相中的应用91

5.3.1 多光束干涉显微镜92

5.3.2 干涉在金相中的应用92

5.4 显微硬度在金相研究中的92

应用92

5.4.1 显微硬度测试原理92

5.4.2 显微硬度测试要点93

5.5.2 微分干涉衬度的装置94

5.5 微分干涉衬度（DIC）94

5.5.1 微分干涉衬度的原理94

5.5.3 微分干涉衬度图像95

6.1.1 高温金相技术96

6.1.2 低温金相技术96

分析中的应用96

5.5.4 微分干涉衬度装置在金相96

6 几种特殊光学金相技术简介96

6.1 高低温金相技术96

6.2 紫外线红外线与激光在金相研究中的应用97

6.2.1 紫外线金相显微镜97

6.2.2 红外线金相研究97

6.2.3 激光在金相中的应用97

6.3 现场金相分析技术97

6.3.1 现场金相检查仪的结构97

1 概述98

7 金相显微镜的维护与保养98

第6章钢铁材料组织鉴别及评定98

6.3.2 现场金相分析操作98

2 结构钢100

2.1 冷变形钢101

2.1.1 冷冲压用钢101

2.1.2 冷拉结构钢103

2.2 易切削结构钢104

2.2.1 易切削钢中显微夹杂物的104

形态特征104

2.2.2 易切削结构钢的金相检验105

2.3 低合金钢106

2.3.1 低碳马氏体钢106

2.3.2 低碳低合金钢107

2.4.1 调质钢109

2.4 中碳合金钢109

2.4.2 大截面用钢111

2.5 低合金超高强度钢112

2.5.1 高强度马氏体钢112

2.5.2 贝氏体钢114

2.6 非调质钢114

2.7 弹簧钢115

热处理工艺115

2.7.1 分类、牌号、化学成分及115

2.7.2 弹簧钢的金相检验116

2.8 双相钢117

2.9.1 分类、牌号及主要用途120

2.9.2 金相组织120

2.9 铸钢120

2.9.3 金相检验122

3 轴承钢124

3.1 铬轴承钢127

3.1.1 铬轴承钢热处理工艺127

3.1.2 金相组织检验127

3.2 渗碳轴承钢131

3.3 特殊用途的轴承钢134

4 工具钢137

4.1 碳素工具钢137

4.1.1 牌号、成分及用途137

4.1.2 金相组织137

4.1.3 金相检验139

4.2.1 量、刃具钢140

4.2 合金工具钢140

4.2.2 模具钢142

4.3 高速工具钢152

4.3.1 牌号、成分及分类152

4.3.2 金相组织153

4.3.3 金相俭验155

5 特殊用途钢及合金157

5.1 不锈钢157

5.1.1 分类、牌号及用途157

5.1.2 热处理及金相组织157

5.1.3 金相组织检验160

5.2 耐热钢162

5.2.1 分类、牌号、成分和用途162

5.2.2 耐热钢的金相组织162

5.2.3 耐热钢的金相检验164

5.3.3 合金中的常见相165

5.3 高温合金165

5.3.1 分类、牌号、化学成分和用途165

5.3.2 热处理165

5.3.4 高温合金的金相组织及检验169

5.4 耐磨钢174

5.4.1 分类和牌号174

5.4.2 金相组织174

5.4.3 金相检验175

6 焊接件的金相检验176

6.1 焊接接头的形成及其特征176

区域划分176

6.2 焊接接头各区域组织分析177

接头各区组织177

6.2.1 低碳钢和低合金钢焊接177

6.2.2 不锈钢焊缝的组织分析181

6.2.3 异种金属和异种钢焊接182

接头组织分析182

7 粉末冶金183

7.1 铁基粉末冶金183

7.1.1 铁基粉末冶金材料的分类183

7.1.2 铁基粉末冶金显微组织184

7.1.3 铁基粉末冶金式样的制备185

及检验185

7.2.2 钢结硬质合金的显微组织187

7.2.1 钢结硬质合金的分类187

7.2 钢结硬质合金187

7.2.3 钢结硬质合金的金相检验188

7.3.2 显微组织189

7.3.3 金相检验189

7.3 硬质合金189

7.3.1 硬质合金的分类及用途189

7.3.4 缺陷组织191

8 铸铁192

8.1 铸铁的显微组织192

8.1.1 石墨形态和石墨大小192

8.1.2 基体组织及显示方法193

8.2 白口铸铁193

8.2.1 白口铸铁的分类193

8.2.2 生产中常用的白口铸铁193

8.3.1 灰铸铁的牌号195

8.3.2 灰铸铁的金相组织195

8.3 灰铸铁195

8.3.3 灰铸铁金相测试要点196

8.4 球墨铸铁197

8.4.1 球墨铸铁的牌号197

8.4.2 球墨铸铁的金相组织198

8.4.3 球墨铸铁金相测试要点199

8.5 蠕墨铸铁199

8.5.1 蠕墨铸铁的牌号200

8.5.2 蠕墨铸铁的金相组织200

8.5.3 蠕墨铸铁的金相测试要点200

8.6 可锻铸铁201

8.6.1 可锻铸铁的牌号201

8.6.2 可锻铸铁的金相组织201

8.7 特殊性能铸铁202

8.6.3 可锻铸铁金相检验202

8.7.1 耐磨铸铁202

8.7.2 耐热铸铁203

第7章常用非铁金属材料的组织204

鉴别及评定204

1 概述204

2 铜及其合金204

2.1 铜及其合金的分类及牌号204

2.2 铜合金中的相及其特征207

2.2.1 a固溶体207

2.2.2 游离的纯组元相210

2.2.3 金属间化合物210

2.3 紫铜210

2.3.1 紫铜的组织210

2.4.2 特殊黄铜组织211

2.4 黄铜211

2.4.1 普通黄铜组织及鉴别211

2.3.2 紫铜杂质的影响及金相检验211

2.4.3 黄铜的金相检验212

2.5 青铜214

2.5.1 锡青铜组织特征214

2.5.2 铝青铜的组织特征214

2.5.3 铍青铜的组织特征215

2.6 白铜216

2.6.1 普通白铜的组织216

2.6.2 特殊白铜的组织216

2.7 铜合金常见缺陷及检查216

2.8.2 组织显示217

2.8.1 试样制备217

方法217

2.8 铜及铜合金显微组织检查217

3 铝及铝合金220

3.1 金相试样的制备221

3.2 铝及铝合金的分类、成分223

及牌号223

3.3 铝合金中的相及其特征224

3.5 铸造铝合金228

3.4 纯铝228

3.6 变形铝合金231

3.6.1 防锈铝合金232

3.6.2 锻造铝合金232

3.7 铝合金中常见缺陷232

4 轴瓦合金232

4.1 轴瓦合金分类、牌号及用途232

4.2 轴瓦合金的金相检验238

4.2.1 金相试样的制备238

4.2.2 金相组织的显示240

43 锡基和铅基巴氏合金240

4.3.1 锡基巴氏合金240

4.4.1 铸造铜铅合金241

4.4 铜基合金241

4.3.2 铅基巴氏合金241

4.4.2 铸造铅青铜和锡青铜242

4.4.3 烧结铜基轴瓦合金243

4.4.4 铜铅合金轴瓦表面电镀层243

4.4.5 金相组织检验标准244

4.5 铝基合金244

4.5.1 铝锡合金244

4.5.2 铝锑镁合金244

4.5.3 铝硅合金245

4.6 其他轴瓦合金245

5 其他非铁金属245

5.1 钛及其合金245

5.1.1 钛及其合金的分类和牌号245

5.1.2 钛及其合金的金相组织245

5.1.3 钛及其合金的金相检验248

5.2.2 金相组织与检验251

5.2 铅及其合金251

5.2.1 铅及其合金的牌号、成分251

和用途251

5.3 锌及锌合金254

5.3.1 锌及其合金的牌号、成分254

和用途254

5.3.2 金相组织与检验255

1.2.1 取样259

1.2.4 试样的侵蚀259

1.2.2 试样的镶嵌与夹持方法259

1.2.3 试样的磨抛259

1.2 金相试样的制备259

1.1 材料的表面处理259

1 概述259

及评定259

第8章材料表面处理后组织鉴别259

2 钢的渗碳层260

2.1 渗碳层平衡状态组织260

2.2 渗碳淬火、回火后组织260

2.3 渗碳层深度的测定261

2.4 渗碳零件的有关金相标准261

3 钢的碳氮共渗层262

3.1 碳氮共渗后缓冷的组织262

3.2 碳氮共渗层淬火回火后262

表层组织262

心部组织263

4 钢的渗氮层263

3.5 薄硬化层有效深度测量方法263

3.4 碳氮共渗深度的测定263

3.3 碳氮共渗淬火回火后的263

测定264

4.1 气体渗氮层组织264

4.2 低温氮碳共渗（软氮化）264

4.3 渗氮层组织的评定和深度264

5 钢的渗硼层265

5.1 渗硼显微组织266

5.2 FeB与Fe2B的区别266

5.3 渗硼层深度的测定266

6 钢的渗金属266

6.1 渗金属的一般工艺266

6.2 渗金属层的组成267

6.3 渗金属层的金相检验269

7 表面热处理层270

7.1 感应加热表面淬火270

7.2 激光加热表面淬火273

7.3 火焰加热表面淬火275

8 电镀层277

8.2 电镀层的宏观检测277

8.1 电镀层分类277

8.3 电镀层光学显微镜检测278

9 热喷涂层279

9.1 热喷涂的分类及用途279

9.2 热喷涂层的金相组织284

9.3 热喷涂层的金相俭验285

第9章金属晶粒度的鉴别与评定286

1 概述286

2 晶粒的显示287

2.1 试样的制取287

2.2 晶粒的示方法287

1.3 基本定义和符号287

1.2 评定原则287

1.1 晶粒度测量方法适用范围287

2.2.1 铁素体钢奥氏体体晶粒度显示288

2.2.2 晶粒度的显示289

3.1 比较法290

3.2 面积法290

3.3 截点法292

3.4 测定晶粒度的有关标准295

4 晶粒度测定的表示方法295

5 晶粒度测定结果的置信度295

和长大297

3.2 夹杂物长大297

3.1 夹杂物成核过程297

2 钢中非金属夹杂物的分类297

3 钢中非金属夹杂物的生成297

1 概述297

第10章夹杂物的金相鉴定297

4 钢中非金属夹杂物鉴定298

4.1 金相观察298

4.1.1 金相法鉴定夹杂物的优298

缺点298

4.1.2 夹杂物的光学性质298

4.1.3 夹杂物的化学性质299

标准299

3 晶粒度的测定方法和评定299

5 夹杂物的评级300

5.1 试样的选取与制备300

方法301

5.2 非金属夹杂物的显微评定301

6 钢中夹杂物形态302

5.3 结果表示302

6.1 氧化夹杂物形态302

6.1.1 Fe-O系夹杂物302

6.1.2 Fe-Mn-O系夹杂物303

6.1.3 Fe-Si-O系夹杂物303

6.1.4 Fe-Al-O系夹杂物303

6.1.5 Fe-Cr-O 系夹杂物303

夹杂物304

6.2.2 Fe-Al-S和Fe-V-S系304

6.2.1 Fe-Mn-S系夹杂物304

6.2 硫化夹杂物形态304

夹杂物304

6.1.7 Fe-Nb-O和Fe-Zr-O系304

夹杂物304

6.1.6 Fe-V-O和Fe-Ti-O系304

6.2.3 Fe-Nb-S和Fe-Cr-S系305

夹杂物305

6.2.4 Fe-Zr-S和Fe-Ti-S系305

夹杂物305

夹杂物306

6.3.4 Fe-V-N和Fe-Nb-N系306

6.4 稀土夹杂物形态306

6.2.5 Fe-Mo-S系夹杂物306

6.3.3 Fe-B-N系夹杂物306

6.3.2 Fe-Zr-N系夹杂物306

6.3.1 Fe-Ti-N系夹杂物306

6.3 氮化物夹杂形态306

6.4.1 Fe-Ce-O系夹杂物307

6.4.2 Fe-La-O系夹杂物307

6.4.3 Fe-mm-O系夹杂物307

6.4.4 Fe-mm-S系夹杂物307

6.4.5 Fe-mm-Si-O系夹杂物307

7 夹杂物的类型和特性307

综合鉴定330

8.1 沸腾钢中夹杂物的综合鉴定330

8 夹杂物综合鉴定实例330

8.2 GCr15钢中点状夹杂物的330

第11章金相摄影及暗室技术331

1 概述331

2 金相摄影技术331

2.1 宏观摄影331

2.2 显微摄影331

3 感光材料332

3.1 感光材料的基本构造332

4 暗室技术333

4.1 显影333

3.2 感光片的主要感光性能333

4.2 定影334

4.3 水洗335

4.4 晾干和上光335

4.5 印相335

5.2 彩色片的分类336

4.6 放大336

5.1 彩色摄影原理336

5 彩色金相摄影336

4.7 暗室注意事项336

5.3 彩色片的特点337

5.4 彩色片的存放337

5.5 彩色金相摄影方法337

5.6 彩色片的冲洗药品337

5.7 彩色冲洗药液的配制338

5.8 彩色片的冲洗要求338

5.9 彩色片的冲洗方法和配方339

5.10 彩色照片的印放341

5.11 彩色照片的印放设备341

1 概述341

第12章定量金相341

2.2 定量金相基本关系式342

2 定量金相基本符号和基本342

关系式342

2.1 定量金相基本符号342

3 定量测量方法343

3.1 标准图片比较法343

3.2 人工定量计数测量343

3.3 自动图像分析仪测量345

4 定量测量方法应用346

4.1 定量测量的基本事项346

4.2 人工定量计数测量实例347

4.3 自动图像分析仪的应用348

参考文献348

第3篇X射线衍射与散射分析353

第1章概论353

1 概述353

2 X射线衍射技术的发展过程353

3X射线源的发展354

5 X射线衍射方法简介355

X射线探测器的发展概况355

6 X射线衍射技术的应用前景356

7 中子衍射技术简介356

8 X射线衍射结果数据处理357

第2章晶体学基础357

1 概述357

2 晶体结构与空间点阵357

2.1 点阵阵点与结构基元的概念357

2.2 布拉菲点阵（布拉菲胞）358

2.3 常见的晶体结构359

2.4 晶面和晶向指数360

2.5 晶面间距、晶面夹角和晶带361

2.5.1 晶面间距的计算公式361

3.1 宏观对称变换362

2.5.2 晶面夹角的计算公式362

2.5.3 晶带362

3 晶体对称性的基本描述362

3.2 微观对称变换363

3.3 点群（晶体对称类型）364

4 倒易点阵364

4.1 倒易点阵简介364

5.1.1 晶体球面投影365

5.1.2 极射赤面投影365

5.1 极射赤面投影365

5 晶体投影365

几何性质365

4.2 倒易矢量与倒易点阵的365

5.2 标准网366

1 概述367

1.1 X射线的性质367

1.1.1 X 射线的波动性367

1.1.2 X射线的粒子性367

第3章X射线物理学基础367

1.2 X 射线谱368

1.2.1 连续X射线谱368

1.2.2 实验规律368

1.2.3 辐射强度与效率368

1.2.4 特征（标识）X射线谱368

1.2.5 莫塞莱定律369

2.1 X射线的散射370

2 X射线与物质的相互作用370

2.1.1 相干散射370

2.2.2 俄歇效应371

2.1.2 非相干散射371

2.2 X射线的吸收371

2.2.1 光电效应371

2.4 X射线的折射372

2.3 X射线的衰减规律372

2.3.1 线衰减（吸收）系数372

2.3.2 质量吸收系数372

1 概述373

2 衍射方向373

2.1 布喇格定律373

2.1.1 布喇格方程的导出373

第4章X射线衍射原理373

2.1.2 布喇格方程的讨论374

2.1.3 布喇格方程与晶体结构及衍射方向关系374

2.2.2 厄瓦尔德图解375

2.2.1 衍射矢量及衍射矢量方程375

图解375

2.2 衍射矢量方程和厄瓦尔德375

3.1 一个电子对X射线的散射376

3.2 一个原子对X射线的散射376

3 衍射强度376

3.3 晶胞对X射线的散射377

3.3.1 简单点阵378

3.3.2 底心点阵378

3.3.3 点心点阵378

3.3.4 面心点阵379

3.3.5 金刚石型结构379

3.3.6 密堆六方结构379

3.4 一个小晶体对X射线的380

散射380

3.3.7 AuCu2有序固溶体380

3.5 粉末多晶体衍射的积分强度382

3.6 消光效应对衍射强度的影响385

1.1 一般用途386

1.1.1 多晶试样的结构分析386

1.1.2 单晶试样的结构分析386

1 概述386

第5章X射线分析仪器设备386

局限性387

1.4 其他相关技术的功能387

2 X射线的产生和探测387

2.1 X射线的产生387

1.2.1 衍射仪法387

1.2 试样要求387

1.3 X射线衍射分析的特点与387

1.1.3 非晶、液体及胶体试样分析387

1.2.2 照相方法387

1.2.3 劳厄照相法387

2.2 X射线的探测388

2.2.1 荧光屏388

2.2.2 照相388

2.2.3 比计数管388

2.2.5 位敏计数器388

2.2.4 闪烁计数管388

2.2.6 固体探测器389

3 滤波片及单色器的选择389

3.1 吸收限和滤波片389

3.2 晶体单色器390

3.3 多晶聚焦衍射仪设计与工作原理391

3.4.2 测角仪工作条件的选择392

3.4.1 衍射仪的调整392

3.4 多晶聚焦衍射仪调整与使用392

3.4.3 计数记录条件的选择393

4 衍射仪法与照相法的比较394

5 发展趋势394

5.1 新的测试方法394

5.2 应用软件的开发395

5.3 同步辐射源的利用395

6 X射线分析仪器操作维护395

注意事项395

7 使用中的安全防护396

第6章合金相及其结构分析396

1 概述396

2.2 PDF卡及其索引397

2.2.1 PDF卡397

鉴定）397

2.1 基本特点与原理397

2 合金相的定性分析（物相397

2.2.2 PDF索引398

2.3 定性相分析方法398

2.4 物相自动检索399

2.5 物相鉴定的注意事项399

3 合金相的定量分析400

3.1 基本原理400

3.2 分析方法400

3.3 注意事项402

4 点阵参数测定402

4.2 衍射仪法403

4.3 外推函数和最小二乘方法403

4.1 德拜－谢乐照相法403

4.4 实验注意事项与数据处理404

4.5.3 钢的淬火与回火分析405

4.5.2 相图的测定405

4.5 实际应用405

4.5.1 固溶体的X射线分析405

5 多晶体晶体结构分析406

5.1 试样制备和衍射数据采集406

5.2 衍射线的指标化406

5.3 计算点阵常数406

4.5.4 残余应力测定406

5.4 分析和研究空间群407

5.5 晶体结构模型和原子参数407

测定407

第7章金属材料残余应力的X射线407

测定407

1 概述407

1.1 方法概述407

1.2 一般用途407

2.1 基本原理408

计算公式408

2.2 应力计算公式408

1.4 试样要求408

2 X射线应力测定原理及408

1.7 主要相关技术的特点408

1.6 局限性408

1.5 优点408

1.3 应用实例408

2.3 表面应力状态的确定410

3 应力测定的X射线衍射410

方法410

3.1 衍射仪法410

3.1.1 固定ψ0和固定ψ法410

行光束法411

测量411

3.1.3 平行光束光路系统——平411

3.1.2 聚焦光路系统——聚焦法411

5 测量步骤和参数选择412

5.1 试样表面处理412

3.2 照相法412

4 X射线应力测定设备412

5.2 试样位置设置413

5.3 光阑选择413

5.4 特征X射线波长及衍射413

晶面选择413

5.5 ψ角的选择414

5.7 定峰方法415

5.6 背底拟合和强度校正415

5.8.1 连续扫描测量中的参数选择416

5.8 选择测试参数416

5.8.2 定时计数测量中的参数选择417

6 X射线应力常数的物理意417

义及其标定方法417

8.1 侧倾法测量418

8 特殊测量方法418

测定中的应用418

7 电子计算机在X射线应力418

8.2 粗晶材料的测量419

第8章金属织构的X射线分析420

1 概述420

2 极图的应用420

2.1 表示方法420

2.2 织构分析421

2.3 测绘方法422

2.3.1 透射法422

2.3.2 反射法424

2.3.3 完整极图的测建425

3 反极图425

3.1 表示和分析方法425

3.2 测绘方法426

4.1.3 晶粒取向分布图的分析427

4 晶粒取向分布函数应用实例427

4.1.1 晶粒取向427

4.1 表示和分析方法427

4.1.2 晶粒取向分布图和取向密度427

4.2 取向密度ω（θ,ψ,？）测求——级数展开法429

4.2.1 ω（θ,ψ,？）级数与qj（χ,η）级数的关系429

4.2.2 对称的制约429

4.2.3 立方系和六方系材料ω(θ,ψ,？)的具体形式431

4.2.4 简化ODF的计算程序431

4.3 关于完整ODF432

第9章X射线衍射线形分析433

1 概述433

2 不完整晶体X射线衍射线434

形分析方法434

2.1 多晶体X射线衍射线精炼434

2.2.1 近似函数选择435

2.2 单线近似函数法435

分离与解卷积440

2.2.3 亚晶块尺寸和微观应变参440

量计算440

2.2.2 近似函数拟合进行重叠峰440

2.3 双线傅氏分析法441

2.4 单线傅氏分析法444

2.5 线形分析中的方差法445

2.6 真正亚晶块大小及块内445

层错分析445

2.6.1 主要计算公式445

2.6.2 fec结构中层错分析方法447

3 X射线衍射线形分析的448

一般用途448

试样要求448

4 X射线衍射线形分析对448

硬化与位错组态的X射线449

衍射线形分析449

5 X射线衍射线形分析应用449

5.1 X射线衍射线形分析在合金材料力学性能预测上的应用449

实例449

5.2 a-黄铜在单轴拉伸中加工449

6.1 各种X射线衍射线形分析450

方法实质与区别450

5.3 形变奥氏体不锈钢的堆垛层错X射线衍射线形线位分析450

优点及局限性450

6 X射线衍射线形分析方法的450

2 实验技术452

2.1 中子衍射452

1 概述452

第10章多晶化合物的结构测定452

方法共同注意事项452

6.2 各种X射线衍射线形分析452

2.1.2 固定散射角连续波长的453

中子衍射453

2.1.1 固定波长的中子粉末衍射453

2.2 X射线衍射454

2.2.1 固定波长的X射线衍射454

2.2.2 固定衍射角连续X射线455

衍射455

2.3 对试样要求及强度数据校正455

3 试用结构模型的提出455

消光456

3.2.1 带心点阵单位引起的系统456

3.2 空间群的测定456

3.1 粉末衍射图的指标化456

3.2.2 滑移面引起的系统消光457

3.2.3 螺旋轴引起的系统消光457

3.3 试用结构模型的选择458

4.1 基本原理458

4 Rietveld图形拟合修正458

4.1.1 峰形函数459

4.1.2 不对称函数459

4.1.3 峰宽函数459

4.1.4 择尤取向的校正460

4.2 电子密度函数计算460

4.2.1 电子密度函数460

4.2.2 差值电子密度461

4.3 图形拟合461

5 多晶体的从头结构测定461

5.1 分子结构设计462

6 结构分析实例462

结构462

5.2 将分子结构转换为晶体462

第11章高聚物的X射线衍射与464

散射分析464

1 概述464

1.1 固体高聚物的结构形态464

1.2 高聚物晶格畸变465

1.3 X射线衍射与高聚物结构466

的研究466

2 基本实验装置与实验方法467

2.1 高聚物的X射线衍射照像467

2.2 广角衍射仪和小角衍射仪468

2.3 试样制备及强度校正469

3.1 纤维图的指标化和晶胞471

3 高聚物晶体结构测定471

参数测定471

研究中的应用473

3.2 模型法在高聚物晶体结构473

3.3 聚对苯二甲酸乙二醇酯晶体结构的测定474

4.1 结晶度的测定475

4 高聚物超分子结构测定475

4.2 取向高聚物中的晶区取向478

与非晶区取向478

4.3 半晶聚醚醚酮在单轴拉伸形变过程中其结晶度测定的应用实例480

4.4 半晶聚乙烯在单轴拉伸过程中其晶区尺寸及晶格畸变的测定应用实例481

5 小角度X射线散射（SAXS）482

分析482

5.1 SAXS基本原理482

5.2 Guinier公式及其应用483

5.3 两点图、四点图及长周期484

5.4 单轴拉伸超高分子量聚乙烯的小角X射线散射应用实例484

参考文献485

1 概述491

2 电子显微镜的发展过程491

3 像的形成和分辨率491

第4篇 透射电子显微分析491

第1章概论491

4 电子显微镜在材料测试中492

的应用492

第2章透射电子显微镜的原理493

和构造493

1 概述493

1.1 光学显微镜的分辨率和493

理论极限493

2 电磁透镜及其特性494

1.2 电子的波动性及波长494

2.1 电子在磁场中运动494

2.3.1 电磁透镜的理想成像495

2.2 电子显微镜中的电磁透镜495

2.2.2 电磁透镜的成像公式495

2.2.1 短磁透镜的会聚特性495

2.3 电磁透镜的光学特性495

2.3.2 电磁透镜的缺陷496

2.3.3 电子显微镜的分辨率497

2.3.4 场深和焦深497

3 透射电子显微镜的总体构造498

3.1 镜筒498

3.1.1 照明系统498

3.1.2 成像系统500

3.3 电子线路系统501

3.2 真空系统501

3.1.3 样品室501

4 电子显微镜的维护和保养502

4.2 电子显微镜的日常维护502

和保养502

4.1 实验室环境条件的保证502

5 一般常见故障的判断及排除504

5.1 真空系统故障504

5.2 调像故障504

第3章透射电子显微镜的样品505

制备技术505

1 概述505

2 表面形貌复型及投影技术505

2.1 一次复型法505

2.1.1 塑料一次复型505

2.2 二次复型506

2.1.2 碳一次复型506

缺点比较507

2.3 投影技术507

2.2.2 一次复型和二次复型优507

2.2.1 二次复型的制备步骤507

3 萃取复型508

3.1 碳萃取复型508

3.2 干剥萃取法509

4 支持膜和粉末样品制备509

4.1 支持膜制备方法509

4.1.1 塑料支持膜509

4.1.2 塑料－碳复合支持膜509

4.1.3 碳支持膜509

4.2 粉末样品制备509

4.2.1 撒布法509

5.2.1 直接制取法510

5.2 金属薄膜样品制备方法510

5.1 透射电镜观察用的金属510

薄膜样品要求510

5 金属薄膜样品制备510

4.2.2 包埋法510

5.2.2 由大块样品上制备薄膜513

第4章电子衍射524

1 概述524

2 电子显微镜中电子衍射524

2.1 电子衍射特点524

2.2 仪器常数525

2.3 选区衍射526

2.3.1 选区方法526

2.3.2 光阑选区衍射的准确性526

关系527

3 电子衍射图标定的基础527

2.4 磁转角校正527

3.1 倒易空间与正空间的对应527

变换矩阵528

3.2.1 指数变换矩阵528

3.2 倒易点阵与正点阵间指数528

3.2.2 晶体学计算公式531

3.3 系统消光和二次衍射531

3.3.1 消光规律531

3.3.2 二次衍射533

3.4 等价晶面族和等价晶向族534

3.5 倒易平面绘制534

3.6 电子衍射图的对称性541

3.7 实验方法542

4.1.1 查表标定法543

示定543

4.1 已知晶体点阵电子衍射图543

4 单晶电子衍射图标定543

4.1.2 计算机标定法544

4.2 未知晶体点阵电子衍射图545

标定545

4.3 晶体点阵完全未知电子545

衍射图标定545

5 多晶电子衍射图标定545

5.1 d值比较法545

5.2 R2比值规律对比法546

5.2.1 各晶系R2值递增规律546

5.2.2 标定步骤546

6.2 已知取向关系的变换矩阵547

5.3 校正仪器常数547

6.1 取向关系的表示方法547

6 取向关系电子衍射图标定547

6.3 取向关系电子衍射图标定548

步骤548

7.1 方系的旋转孪晶变换矩阵550

7 孪晶电子衍射图标定550

矩阵551

7.2 非立方系的旋转孪晶变换551

7.3 常用旋转孪晶变换矩阵552

7.4 孪晶电子衍射图标定步骤554

8 菊池线电子衍射图标定555

8.1 形成原理555

8.2 指数标定557

8.2.1 指数标定步骤557

8.2.2 标准菊池图对照法558

8.3 入射束精确取向测定558

8.4 应用559

9 迹线分析559

9.1 线状特征结构方向指数测定559

9.2 平面状结构面指数测定560

10 会聚束电子衍射561

10.1 CBED图561

10.2 衍射盘中的K-M条纹563

10.3 衍射盘中的HOLZ线564

10.5 点群和空间群测定565

10.4 消光黑带（G-M线）565

11 微衍射569

11.1 固定束微衍射570

11.2 回摆束微衍射570

11.3 三种微衍射法与选区衍射570

法比较570

11.4 微衍射应用570

第5章复型图像的分析及应用571

1 概述571

1.1 电子的散射571

2.1 复型图像浮雕的判定572

2 复型电子显微图像分析572

1.2 质厚衬度原理572

2.2 样品表面浮雕的测定573

2.3 复型像中的假像识别573

3 钢中常见组织的复型图像574

4 萃取复型技术的应用575

5 断口复型图像576

5.1 断口复型的制备577

5.2 常见断口的图像形态577

第6章衍射图像分析及应用580

1 概述580

1.1 衍衬成像方法580

1.2 衍衬理论概要581

2 衍衬图像的基本特征583

2.1 等厚条纹和等倾条纹583

2.2 晶界和相界的衬度584

2.3 堆垛层错和其他内界面585

的衬度585

2.4 应错的观察与分析587

2.4.1 位错衬度的一般特点588

2.4.2 位错衬度不可见性判据589

和伯氏矢量的测定589

2.4.3 位错像衬度的重要特征591

2.4.4 偏位错、超位错和超偏位错591

2.4.5 位错的弱束暗场像592

2.5 第二相的衬度593

2.5.1 基体应变场衬度593

2.5.2 沉淀相衬度595

2.5.3 界面衬度和水纹衬度595

2.1 振幅衬度和位相衬度596

第7章高分辨和分析电子显徽学596

2 高分辨电子显微术596

1 概述596

2.2 高分辨电子显微像的实验597

程序597

3 分析电子显微术598

3.1 分析电子显微镜的特点598

3.2 电子受物质的散射598

3.3 薄样品X射线能谱微分析599

3.3.1 薄样品分析原理599

3.4.1 电子能量损失谱仪600

3.3.2 薄样品的厚度要求和空间600

3.4 电子能量损失谱600

3.3.3 轻元素分析600

分辨率600

3.4.2 电子能量损失谱图601

参考文献602

激发出的信息607

第5篇扫描电镜与电子探针分析607

2 入射电子束在固体试样中607

1 概述607

第1章概论607

2.1 背散射电子608

2.2 二次电子608

2.3 吸收电子608

2.4 特征X射线608

2.5 透射电子609

2.6 俄歇电子609

2.7 阴极荧光609

2.8 电子感生电导609

3 各种信息的应用609

2.1 扫描电镜结构原理610

1 概述610

第2章扫描电子显微分析技术610

2 扫描电镜的结构610

2.2.1 二次电子检测器611

2.2.2 背散射电子检测器611

2.2.3 吸收电流检测611

2.2 各信息检测器的工作原理611

2.2.4 阴极发光成像612

2.3 电子光源——电子枪612

2.3.1 钨丝电子枪612

2.3.2 LaB6电子枪613

2.3.3 场致发射电子枪613

2.4 透镜系统614

2.6.1 电子枪对真空的要求615

2.6.2 真空系统示意图615

2.5.3 成像显示615

2.6 扫描电镜的真空系统615

2.5.2 衬度控制615

2.5.1 扫描控制系统615

2.5 信号处理与成像显示615

3 扫描电镜的成像617

3.1 二次电子像与背散射电子像617

3.1.1 二次电子和背散射电子的617

发射617

3.1.2 二次电子像与背散射电子像618

3.2 其它扫描电子像618

4 次电子像的质量控制619

4.1 构成图像质量的因素619

4.2.2 电子束直径、束流与像质量的关系620

4.2.1 加速电压620

影响620

4.2 电子束参数对图像质量的620

4.3 试样状态对像质量的影响621

对图像质量的影响621

4.4 在扫描电镜中的工作条件621

4.5 电子束对试样的危害622

4.6 外部干扰对像质量的影响623

4.8 扫描像的疵病及其形成623

的可能原因623

5 式样的制备623

5.1 对试样表面性质的要求623

4.7 仪器工作状态引起的像623

质量问题623

5.2 金属断口试样的制备624

5.3 金相试样的制备624

5.4 非金属试样的制备625

5.5 粉末试样的制备625

6 操作程序625

6.1 最佳观察条件的调整625

6.2 二次电子图像观察626

的操作627

6.3 扫描电镜其他功能和图像627

7.1 金属材料研究中的应用629

7.1.1 断口观察及失效分析629

7.1.2 金属及合金的组织鉴定629

7 扫描电镜的应用629

7.2 非金属材料研究中的应用632

7.2.1 纤维外貌及断裂观察633

7.2.2 聚合物外貌及断裂观察634

7.2.3 复合材料断裂及形貌观察634

7.2.4 陶瓷材料的研究635

1 概述636

2.1.1 电子探针分析原理636

2 电子探针分析原理及构造636

2.1 电子探针分析原理及其特点636

分析技术636

第3章电子探针X射线微区成分636

2.2 电子探针的基本构造637

2.1.2 电子探针分析特点637

2.2.1 电子光学系统638

2.2.2 X射线谱仪638

2.2.3 试样室640

2.2.4 扫描显示系统641

2.2.5 电子计算机与自动控制系统641

2.2.6 真空系统641

3 标样及试样的制备641

3.1 标样的制备与检验641

3.2 试样制备642

4 电子探针分析643

4.1 定性分析643

4.2.1 加速电压的选择644

4.2.2 入射电流与计数时间644

4.2 定量分析644

4.2.3 背底扣除645

4.2.4 计数管死时间校正645

4.2.5 分析位置的确定645

4.2.6 谱线及分光晶体选择645

4.3 修正计算方法646

4.3.1 ZAF方法646

4.3.2 Bence-Albee方法646

5.3 超轻元素定量分析673

5.2 超轻元素测量673

5.1 超轻元素分析的特殊性673

5 超轻元素分析673

6 电子背散射衍射附件674

6.1 电子背散射衍射的基础674

6.2 电子背散射衍射系统的构成674

7.3 夹杂物及第二相的测定675

7 应用675

7.2 扩散675

7.1 相图的制作675

7.4 EBSD的应用676

第4章EPMA-SEM的图像分析与676

图像处理676

1 概述676

2 图像分析的原理及分析方法677

3 图像处理679

3.1 帧平均679

3.2 直方图处理679

3.3 卷积滤波680

参考文献680

第1章概论685

1 概述685

第6篇表面分析685

2 表面分析技术686

3 表面分析方法的基本原理687

及分类687

4 表面灵敏性688

5 基本仪器设置689

6 应用690

1.2 用途691

第2章俄歇电子能谱术691

1 概述691

1.1 特点691

2.1.1 光谱学能级符号692

2.1.2 X射线学能级符号692

1.4 相关技术能力692

2.1 原子能级符号692

2 基本原理692

1.5 简史692

1.3 局限性692

2.2 俄歇效应693

2.2.1 俄歇跃迁术语693

2.2.2 j-j耦合694

2.2.3 L-S（Russell-Saunders）694

耦合694

2.2.4 中间（混合）耦合694

2.3 俄歇电子的能量695

2.4 俄歇电流及其影响因素696

2.4.1 电离截面697

2.4.2 俄歇跃迁几率698

2.4.3 平均自由程和平均逸出深度698

2.4.4 背散射因子699

3 仪器700

3.1 超高真空700

3.2 激发源700

3.2.1 电子源700

3.2.2 电子枪的配置方法701

3.2.3 电子枪的性能指标701

3.2.4 电子束效应701

3.3 电子能量分析器702

3.3.1 筒镜分析器702

3.3.2 半球型分析器702

3.4 锁相放大器703

3.3.3 预减速透镜703

4 俄歇电子谱的测量704

4.1 二次电子能量分布曲线704

4.2.1 能量微分原理704

4.2 微分谱704

5.1 定性分析705

4.2.2 微分谱测量装置705

5 俄歇电子谱术的应用705

4.3 直接谱705

4.2.3 影响微分谱测量的因素705

5.2 定量分析706

5.4 扫描俄歇显微术707

5.3 化学效应707

5.5 深度剖析708

5.5.1 原理和方法708

5.5.2 深度剖析的定标709

5.5.3 离子束效应710

5.5.4 深度剖析的分辨率711

5.6 俄歇电子谱仪的功能扩展711

5.7 样品处理712

5.8 应用712

第3章X射线光电子谱术717

1 概述717

1.1 一般用途717

1.2 应用范围717

2 基本原理718

1.4 局限性718

1.6 相关技术的能力718

1.5 分析用时估算718

1.3 样品718

3 表面灵敏度719

4 X射线光电子能谱仪720

4.1 X射线源720

4.2 电子能量分析器721

4.3 检测器722

4.4 超高真空系统723

5 操作要点723

5.1 装样723

7.3 半定量分析723

5.2 清洁样品表面724

5.3 录谱时分辨率和灵敏度的724

5.4 谱图校准724

选取724

6 谱图分析725

6.1 光电子峰725

6.3 自旋－轨道分裂峰725

6.2 俄歇峰725

6.5 多重分裂峰726

6.6 特征能量损失峰726

6.4 携上伴峰726

6.7 X射线伴峰和鬼峰727

6.8 曲线拟合727

7 光电子能谱的测试方法728

7.1 元素定性728

7.2 化学价态和化学结构的鉴定728

7.4 深度分布和厚度测量730

8.1 锡－铅表面的偏析规律731

7.5 理论研究731

8 应用举例731

8.2 MoO3/γ-A12O3、MoO3/TiO2和MoO3/SiO2的还原性质及表面状态分析732

第4章二次离子质谱术734

1 概述734

2 离子与表面相互作用734

2.1 基本概念734

2.2 离子在靶中的能量损失735

2.3 晶格效应735

2.4 离子溅射的基本规律736

3 二次离子发射的基本规律737

2.5 溅射速率737

3.1 发射离子的类型738

3.2 二次离子产额738

4 SIMS分析模式和基本742

3.3 二次离子的能量分布、角分布和晶格效应742

4.1 SIMS分析模式概述742

关系式742

4.1.2 静态SIMS743

4.2 SIMS基本关系式743

4.1.1 动态SIMS743

4.3 SIMS谱仪的基本要求744

5 二次离子谱仪744

5.1 离子枪系统745

5.2 二次离子分析系统746

5.3 几种典型的SIMS仪器746

5.3.1 离子探针746

6.1 痕量杂质的分析747

（简称DIMA）747

5.3.3 飞行时间二次离子质谱计747

6 SIMS的分析方法和应用747

（简称TOF-SIMS）747

5.3.2 直接成像质量分析器747

6.2 SIMS的定量分析748

6.2.1 均匀掺杂标样法748

6.2.2 离子注入标样法749

6.3 深度剖面成分分析749

6.4 面分布成分分析750

6.5 绝缘样品的分析及“中和”问题750

7 二次离子质谱术的发展751

1 概述752

1.1 低能电子衍射实验条件752

第5章低能电子衍射752

1.2 低能电子衍射的数据753

2 低能电子衍射技术基础753

2.1 低能电子衍射的图像753

2.2 低能电子衍射的强度755

2.3 有序表面结构756

2.4 无序结构756

2.5 温度效应758

2.6 可靠性因子758

2.7 结构测定的准确度和精度759

3 应用760

3.1 清洁的非重构表面760

3.2 重构表面761

3.3 吸附原子层和分子层762

3.4 二维有序－无序相变762

3.5 吸附岛的研究763

4 展望763

4.1 实验技术的进展763

第6章原子探针－场离子显微镜764

1 概述764

1.1 场离化764

4.2 理论进展764

1.2 场吸附766

1.3 场蒸发766

1.4 飞行时间质谱768

2 基本性能768

2.1 放大率768

2.2 显微分辨率769

3 原子探针的基本结构、类型和操作要点769

2.3 质谱分辨率769

3.1 基本结构769

3.2 原子探针的主要类型770

3.2.1 能量补偿式高压脉冲原子770

探针（简称EC HVP AP）770

3.2.2 成像原子探针（简称IAP）771

3.2.3 脉冲激光原子探针（简称772

PL AP）772

3.2.4 位置灵敏原子探针（简称772

POSAP）772

3.2.5 综合系统772

3.3 操作要点773

3.3.1 样品制备773

3.3.2 成像气体的选择773

3.3.3 正确的实验条件774

4 应用研究775

4.1 研究结构775

4.2 成分分析776

4.3 图像与质谱数据的结合776

第7章低能离子散射术777

2 基本原理777

1 概述777

3 离子散射谱仪778

3.1 离子枪778

3.2 能量分析器779

3.3 五维可调样品架779

3.4 真空系统780

3.5 离子流检测系统780

4 ISS信息性质的进一步认识780

4.1 峰的位置780

4.1.1 入射角ψ与峰位置的关系780

4.3.1 峰高与表面成分的关系781

4.3 定量分析781

4.1.2 晶格取向、入射方位角φ781

4.2 半高峰宽和质量分辨率781

以及E0与峰位置的关系781

4.3.2 微分散射截面和中和几率782

4.3.3 标样法782

5 立用实例783

5.1 ISS用于研究合金表面成分783

5.2 ISS用于吸附层的研究783

第8章扫描隧道显微术784

1 概述784

1.1 STM具有的特点785

1.2 基本原理785

2 STM仪器786

3 图像解释和应用举例788

参考文献790

2.3 按断裂性质分类797

2.2 按断裂机制分类797

2.4 按断裂途径分类797

第1章概论797

2.1 按宏观断口形貌分类797

2 断口的分类797

1 概述797

第7篇断口分析797

2.5 按断裂方式分类798

2.6 其他分类法798

3 断口分析的应用798

3.1 材质评定798

3.2 断裂失效分析798

第2章断口分析技术799

1.1.2 确定主断口或主裂纹的方法799

1.1 分析对象的确定799

1.1.1 确定首断件的原则799

1 概述799

3.3 断裂机制研究799

1.2 裂纹打开与断口切取技术800

1.4 断口的保护与保存技术801

1.3 断口的清洗技术801

2 断口分析技术802

2.1 断口观察应遵循的原则802

2.2 断口的宏观分析技术802

2.3 断口的光学显微分析技术803

2.3.1 直接观察法803

2.3.2 复型观察法803

2.4 断口的电子显微分析技术804

2.5 断口的特殊分析技术804

2.5.1 断口的剖面分析技术804

1 概述805

2.5.3 断口的定量分析技术805

第3章断口的宏观特征分析805

2.5.2 断口蚀坑分析技术805

2 一次过载断裂断口的宏观806

特征806

2.1 一次过载断裂的应力取向与宏观断裂路径806

2.2 金属材料一次过载断裂的基本特征——宏观断口三要素807

2.3 断口三要素的应用808

2.3.1 断口三要素的分布808

3.1.2 疲劳断裂扩展区的宏观特征809

3.1 疲劳断口的宏观特征809

3.1.1 疲劳断裂源区的宏观特征及位置的判别809

3 疲劳断口的宏观特征分析809

2.3.3 影响断口三要素的因素809

分析中的应用809

2.3.2 断口三要素在断裂失效809

3.1.3 最终断裂区的宏观特征810

3.2.1 反复弯曲载荷引起的疲劳811

断裂811

3.2.2 拉－拉载荷引起的疲劳断裂811

关系811

3.2 疲劳载荷类型与宏观断口811

3.2.3 扭转载荷引起的疲劳断裂813

3.2.4 低周疲劳的判断814

4 脆性断裂的宏观特征814

5 三种断口特征比较816

第4章断口的微观特征分析816

1 概述816

2 韧窝断口817

2.2 影响韧窝断口形态的因素817

2.1 韧窝断口特征及其形成过程817

3 解理断口818

3.1 解理断口的形成818

2.3 蛇行滑移和涟波形貌818

3.2 解理断口的微观特征819

4 准解理断口822

5 沿晶断口823

5.1 由晶界相引起的沿晶断裂823

5.2 杂质元素偏聚引起的沿晶824

断口824

5.3 环境介质引起的沿晶断口824

5.4 在高温和压力同时作用下所形成的沿晶断裂824

6.2.1 材料性质825

6.2 影响疲劳性能的因素825

6.1 金属疲劳现象825

6 疲劳断口825

6.2.4 表面状态826

6.2.5 加载方式826

6.2.3 缺口效应826

6.2.2 尺寸效应826

6.2.6 工作温度827

6.2.7 环境介质827

6.3 疲劳断裂的机制827

6.3.1 疲劳裂纹的萌生827

6.3.2 疲劳裂纹的扩展828

6.3.3 快速断裂830

6.4 疲劳断口的微观形貌830

6.5 工程中的疲劳断裂837

6.5.1 高周疲劳、低周疲劳和高－低周复合疲劳断裂837

6.5.2 振动疲劳断裂837

6.5.3 高温疲劳断裂838

6.5.4 腐蚀疲劳断裂838

6.5.5 热疲劳断裂839

6.5.6 磨损疲劳断裂840

6.5.7 接触疲劳断裂840

6.5.8 微动磨蚀疲劳断裂841

6.5.9 多次冲击疲劳断裂842

7 蠕变断口842

8 环境敏感断口843

8.1 应力腐蚀断口843

8.2 氢脆断口844

8.3 液态金属脆断口845

8.4 中子辐射脆性断口845

2.1 钢材的宏观断口检验847

2.1.1 纤维状断口847

1 概述847

第5章钢材及铸钢的断口检验847

2 钢材断口检验847

2.1.3 瓷状断口848

2.1.2 结晶状断口848

2.1.4 台状断口849

2.1.5 撕痕状断口849

2.1.6 层状断口850

2.1.7 缩孔残余断口851

2.1.8 白点断口851

2.1.10内裂断口854

2.1.11 非金属夹杂物（肉眼可见）和夹渣断口854

2.1.9 气泡断口854

2.1.12异金属夹杂物断口855

2.1.13黑脆断口855

2.1.14石状断口856

2.1.15萘状断口857

2.2.1 纤维状断口858

2.2 钢材断口的微观特征858

2.2.2 结晶状断口859

2.2.3 瓷状断口860

2.2.4 台状断口860

2.2.5 撕痕状断口862

2.2.6 层状断口862

2.2.7 缩管残余断口864

2.2.8 白点断口864

2.2.9 气泡断口867

2.2.10内裂断口868

2.2.11 非金属夹杂物（肉眼可见）和夹渣断口868

2.2.12异金属夹杂物断口868

2.2.13黑脆断口869

2.2.14石状断口870

2.2.15萘状断口872

2.3.2 铁素体874

的关系874

2.3.1 奥氏体874

2.3 钢的显微组织与断口形态874

2.3.3 珠光体875

2.3.4 马氏体875

3.1 铸钢的宏观断口分析876

3.1.1 贝壳状断口876

2.3.5 贝氏体876

3 铸钢缺陷的断口分析876

3.1.2 疏松和缩松断口877

3.1.3 枝晶断口878

3.1.4 白斑断口878

3.1.5 泥状断口878

3.1.6 亮斑断口878

3.2 铸钢缺陷微观断口分析878

3.2.1 贝壳状断口878

3.2.2 疏松断口880

2.1.1 断口保护881

第6章非金属材料断口分析881

2.1.2 断口宏观分析方法881

2 聚合物基纤维增强复合881

材料的断口881

2.1 聚合物基纤维增强复合881

材料断口881

1 概述881

2.1.3 断口微观分析883

2.2 常见断口的类型及断口形貌883

2.2.1 增强纤维断口883

2.2.2 聚合物基纤维增强复合884

材料断口形貌884

3 聚合物材料断口888

3.1.2 微观分析889

3.1 聚合物断口分析方法889

3.1.1 宏观分析889

3.2.1 脆性断口890

3.2 聚合物断口常见类型及特征890

3.2.2 塑性断口891

3.2.3 疲劳断口891

3.3 有机玻璃断口特征891

3.3.1 有机玻璃的特征891

3.3.2 静载断裂断口特征893

3.3.3 疲劳断口897

3.3.4 蠕变断口899

3.3.5 应力腐蚀断口899

3.3.6 有机玻璃的断裂机理900

3.4 橡胶断口特征902

3.4.1 拉伸断口902

3.4.2 弯扭断口903

4 陶瓷断口904

3.4.4 软管爆破断口904

3.4.6 脉动疲劳断口904

3.4.5 片材拉伸疲劳断口904

3.4.3 扯断断口904

参考文献906

第8篇物理性能测试909

第1章概论909

1 材料物理性能与工程应用909

2 物理性能测试在材料研究中909

的应用909

2.1 建立合金相图909

2.2 淬火钢回火的研究909

2.3 等温转变的研究909

3 物理性能测试方法发展概况915

2.4 合金时效的研究915

2.5 有序－无序转变的研究915

2.6 钢中残余奥氏体数量的测定915

2.7 间隙原子扩散的研究915

1.1 密度的基本知识916

1.2 密度测量方法的分类916

2 测量方法916

2.1 流体静力学法916

2.1.1 固体材料密度测定916

1 概述916

第2章密度916

2.1.2 液体材料密度测定917

2.1.3 粉末材料密度测定920

2.1.4 多孔材料密度的测定920

2.2 比重瓶法921

2.2.1 固体材料密度的测量步骤921

2.2.2 液本材料密度的测量步骤921

2.3 浮计法921

2.4 粉末材料堆积密度的测量922

2.4.1 松装密度的测定922

方法922

2.4.2 振实密度的测量923

3 密