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绪论 1

第1章 材料的组成与分析 5

1.1 纯金属的结构 5

1.1.1 晶体 5

1.1.2 常见的晶格类型 5

1.1.3 纯金属的实际晶体结构 6

1.2 合金的结构 7

1.2.1 合金的晶体结构 7

1.2.2 合金的相结构 7

1.2.3 金属间化合物的性质和应用 15

1.3 合金元素的作用 15

1.3.1 合金元素的存在形式 16

1.3.2 合金元素对钢组成相的影响 17

1.3.3 合金元素对材料工艺性能的影响 18

1.3.4 合金元素对材料力学性能的影响 20

1.3.5 合金元素对材料物理性能的影响 24

1.3.6 合金元素对材料化学性能的影响 24

1.3.7 合金元素对管线钢性能的影响 25

1.4 材料成分的光谱分析 27

1.4.1 原子吸收光谱法 27

1.4.2 气体分析法 27

1.5 材料成分的化学分析 29

1.5.1 钢铁中硫含量的测定 29

1.5.2 钢铁中磷含量的测定 31

第2章 材料的显微组织与分析 32

2.1 材料组织形态及分布 32

2.1.1 组织形态的获取方法 32

2.1.2 钢中典型的组织形态 35

2.2 材料组织与性能的关系 39

2.2.1 材料力学性能与组织的关系 40

2.2.2 材料组织对性能的影响 40

2.2.3 材料力学性能的估算 44

2.3 材料组织及结构的鉴别 44

2.3.1 宏观组织和结构的鉴定 45

2.3.2 微观组织和结构的鉴定 46

2.4 钢中夹杂物的分析 52

2.4.1 非金属夹杂物的分类 52

2.4.2 非金属夹杂物的鉴定 55

2.4.3 非金属夹杂物对钢力学性能的影响 58

第3章 材料的力学性能分析与检测 60

3.1 材料拉伸性能的分析与检测 60

3.1.1 拉伸试验的意义和用途 60

3.1.2 金属材料的拉伸变形 60

3.1.3 常用拉伸设备类型及试样制备 61

3.1.4 金属材料常规力学性能指标的测定 62

3.2 材料硬度的分析与检测 65

3.2.1 布氏硬度的测量 65

3.2.2 洛氏硬度 66

3.2.3 维氏硬度 68

3.2.4 其他硬度 69

3.3 材料磨损性能的分析与检测 70

3.3.1 金属零件的磨损 70

3.3.2 磨损试验机 72

3.3.3 磨损参量的测量 73

3.4 材料冲击韧性的分析与检测 75

3.4.1 材料的冲击韧性 75

3.4.2 材料的韧脆转变 76

3.5 材料断裂韧性的分析与检测 77

3.5.1 材料断裂韧性的用途与重要性 77

3.5.2 断裂韧性理论 78

3.5.3 断裂韧度K IC的测定 78

3.5.4 裂纹张开位移（COD）的原理和方法 80

3.5.5 断裂韧性J IC的原理和方法 83

3.6 金属的疲劳测试与分析 84

3.6.1 金属的疲劳 84

3.6.2 疲劳指标 86

3.6.3 疲劳性能的测试 89

3.7 材料高温力学性能的分析与检测 90

3.7.1 金属的高温力学行为 90

3.7.2 材料的高温力学性能指标 92

3.7.3 材料高温力学性能指标的测定 92

第4章 材料的物理性能与检测 96

4.1 热学性能与检测 96

4.1.1 材料比热容的检测 97

4.1.2 材料热膨胀性能的检测 101

4.1.3 材料热传导性能的检测 104

4.1.4 材料热稳定性能的检测 107

4.2 材料的光学性能及其检测 109

4.2.1 材料反射率与折射率的检测 110

4.2.2 材料对光的吸收的检测 113

4.3 材料的电学性能及其分析与检测 117

4.3.1 材料电导率和电阻率测试的目的和意义 117

4.3.2 材料的介电特性及其检测 122

4.4 材料的磁性能分析与检测 124

4.4.1 磁场测量 125

4.4.2 磁化强度与磁化率的测量 128

4.4.3 磁化曲线或磁滞回线的测量 129

4.4.4 居里温度的测量 133

4.4.5 磁致伸缩系数的测量 134

4.4.6 其他磁参数的测试 137

第5章 材料的腐蚀性能与分析 141

5.1 腐蚀的性质 141

5.1.1 热力学性质 141

5.1.2 腐蚀动力学性质 143

5.2 腐蚀指标 144

5.2.1 均匀腐蚀指标 144

5.2.2 不均匀腐蚀指标 145

5.3 腐蚀速率测试 147

5.3.1 重量法测定金属的腐蚀速率 147

5.3.2 线性极化法测试材料的腐蚀速率 148

5.3.3 暂态测试方法 151

5.3.4 交流阻抗技术 152

5.4 孔蚀测试 152

5.4.1 化学浸泡法 153

5.4.2 电化学测量法 153

5.5 环境促进破裂测试 155

5.5.1 环境促进破裂的形式 155

5.5.2 环境促进破裂的测试 156

第6章 无损检测技术 161

6.1 无损检测概述 161

6.2 超声波检测 162

6.2.1 超声检测的基础知识 162

6.2.2 超声波在介质中的传播特性 167

6.2.3 超声检测的原理 168

6.2.4 超声检测的设备及器材 172

6.2.5 超声检测的用途 174

6.3 射线检测 174

6.3.1 射线检测的基础知识 175

6.3.2 射线检测的工作原理 177

6.3.3 射线检测设备及器材 178

6.3.4 射线检测法的特点 180

6.4 磁粉检测 180

6.4.1 磁粉检测的基础知识 181

6.4.2 磁粉检测的工作原理 182

6.4.3 磁粉检测设备和器材 184

6.4.4 磁粉检测的应用 185

6.5 渗透检测 187

6.5.1 渗透检测的基础知识 188

6.5.2 渗透检测的设备及器材 190

6.5.3 渗透检测工作原理 191

6.5.4 渗透检测的应用 193

6.6 涡流检测 195

6.6.1 涡流检测的基础知识 195

6.6.2 涡流检测的设备及器材 196

6.6.3 涡流检测的工作原理 197

6.6.4 涡流检测的应用 199

参考文献 201