金相实验技术 第2版PDF电子书下载

1 金相显微镜的光学原理 1

1.1 几何光学的基本原理 1

1.1.1 几何光学基本定律 1

1.1.2 光的全反射 2

1.1.3 光的折射、反射及全反射在光学金相显微镜中的应用 2

1.2 透镜成像原理 3

1.2.1 透镜类型 3

1.2.2 透镜成像的规律 4

1.2.3 透镜成像的像差 4

1.3 显微镜的成像 8

1.3.1 显微镜的放大原理 8

1.3.2 阿贝成像原理 9

2 普通光学金相显微镜 13

2.1 显微镜的光学系统 13

2.1.1 物镜 13

2.1.2 目镜 18

2.2 照明系统 19

2.2.1 光源及其装置 19

2.2.2 光源的使用方法 20

2.2.3 垂直照明器与光路行程 21

2.2.4 光路系统其他主要附件及作用 22

2.3 机械系统 24

2.4 显微镜的操作与维护 24

2.5 各类金相显微镜 25

2.5.1 台式金相显微镜 25

2.5.2 立式金相显微镜 25

2.5.3 卧式金相显微镜 26

3 偏振光显微镜 28

3.1 偏振光的基本知识 28

3.1.1 偏振光的获得 28

3.1.2 偏振光的干涉现象 29

3.1.3 偏振状态的鉴别 30

3.2 偏振光显微镜的结构特点 31

3.2.1 金相显微镜的偏光装置 31

3.2.2 偏光装置的调整 31

3.3 偏振光显微镜的工作原理 32

3.3.1 偏振光在金属磨面上的反射 32

3.3.2 偏振光透过各向异性晶体后的反射 33

3.3.3 偏振光下透明物相的特殊光学效应 34

3.4 偏振光显微镜在金相分析中的应用 34

3.4.1 组织与晶粒的显示 35

3.4.2 多相合金的相分析 36

3.4.3 非金属夹杂物的鉴别 36

3.4.4 范性变形、择优取向及晶粒位向的测定 37

4 干涉显微镜 38

4.1 干涉理论概述 38

4.1.1 等厚干涉 38

4.1.2 多光束干涉 40

4.2 干涉显微镜 42

4.2.1 双光束干涉显微镜 42

4.2.2 多光束干涉显微镜 43

4.3 干涉显微镜在金相分析中的应用 45

5 相衬金相显微镜 47

5.1 相衬显微分析的基本原理及其在金相分析中的应用 47

5.1.1 相衬方法的基本原理 47

5.1.2 相衬显微镜的光学结构 50

5.1.3 相衬装置 52

5.1.4 相衬金相显微镜的应用 52

5.2 偏光干涉衬度装置 53

5.2.1 干涉衬度的概念 53

5.2.2 偏光干涉衬度（DIC）装置 54

5.2.3 偏光干涉衬度像 55

5.2.4 应用例举 56

6 金相试样的截取与镶嵌 58

6.1 金相试样的截取 58

6.1.1 金相试样截取部位的选择 58

6.1.2 金相试样截取的方法 58

6.1.3 金相试样磨面的磨平 59

6.2 金相试样的镶嵌 60

6.2.1 塑料镶嵌法 60

6.2.2 机械夹持法 64

7 金相试样的磨光与抛光 65

7.1 磨光与抛光所用的磨料 65

7.2 金相试样的磨光 67

7.2.1 试样磨光用砂纸 67

7.2.2 磨光操作 69

7.3 金相试样的抛光 72

7.3.1 机械抛光 72

7.3.2 电解抛光 75

7.3.3 化学抛光 79

7.3.4 显微研磨 79

7.3.5 抛光方法的评价 80

7.4 金相试样制备过程的清洁问题 80

7.5 各种金属材料金相试样的制备 81

7.5.1 有色金属材料金相试样的制备 81

7.5.2 硬质合金试样的制备 83

7.5.3 复合材料金相试样的制备 83

7.5.4 铸铁金相试样的制备 83

7.5.5 脆性材料金相试样的制备 84

8 金相试样显微组织的显示 85

8.1 常规显示组织的方法 85

8.1.1 化学浸蚀 85

8.1.2 电解浸蚀 88

8.2 特殊显示组织的方法 88

8.2.1 阴极真空浸蚀 88

8.2.2 恒电位浸蚀 89

8.2.3 薄膜干涉显示组织 92

9 金相显微摄影及图像分析 107

9.1 金相显微摄影 107

9.1.1 显微摄影的成像原理 107

9.1.2 照相显微镜 108

9.1.3 数码照相系统 109

9.1.4 显微摄影的技术要点 111

9.2 数码显微摄影与图像分析 112

9.2.1 图像获取 112

9.2.2 图像净化 113

9.2.3 测量 114

9.2.4 叠加 114

9.2.5 二进制运算 115

9.2.6 视场测量 116

9.2.7 ImageTool图像分析软件 119

10 金属材料的组织分析 121

10.1 前言 121

10.1.1 组织 121

10.1.2 组织的分析研究 121

10.1.3 影响组织变化的条件 122

10.2 单相多晶体等轴晶粒组织 122

10.3 金属材料的铸态组织 123

10.3.1 铸锭的宏观组织 123

10.3.2 固溶体组织 123

10.3.3 具有共晶转变的组织 124

10.3.4 具有包晶转变的组织 125

10.3.5 具有偏晶转变的组织 125

10.4 冷形变和再结晶后组织 126

10.4.1 冷加工形变后的组织 126

10.4.2 再结晶后的组织 127

10.5 热加工形变后的组织 127

10.6 固态相变后的显微组织 128

10.6.1 碳钢退火后的组织 128

10.6.2 碳钢的魏氏体组织 128

10.6.3 碳钢的马氏体组织 128

10.6.4 脱溶分解的组织 129

10.7 铸件的组织 129

10.7.1 铸铁的类型 129

10.7.2 石墨化过程 129

10.7.3 铸铁的组织 130

11 定量金相 132

11.1 概述 132

11.2 定量金相用的符号 133

11.3 定量测量基本原理 134

11.4 定量测量的基本方法 134

11.4.1 PP的测量 134

11.4.2 PL的测量 135

11.4.3 PA的测量 136

11.4.4 NL的测量 136

11.4.5 NA的测量 137

11.4.6 LL的测量 137

11.4.7 AA的测量 137

11.5 测量误差 137

11.6 描述组织的特征参数与定量 139

11.6.1 晶粒大小 139

11.6.2 分散分布的第二相粒子 140

11.6.3 片层状组织 141

11.6.4 界面曲率 142

11.6.5 有向组织参数 143

11.7 定量金相应用例举 143

11.7.1 钢中夹杂物纯净度的测量 143

11.7.2 测量晶粒平均长大速度G 143

11.7.3 测量新相的形核率N 143

11.8 应用图像分析仪进行定量分析 144

12 钢中非金属夹杂物的金相分析 145

12.1 钢中非金属夹杂物的分类 145

12.1.1 夹杂物的来源 145

12.1.2 夹杂物的分类 146

12.2 钢中非金属夹杂物的鉴定方法 146

12.3 钢中非金属夹杂物的金相鉴定 147

12.3.1 非金属夹杂物在显微镜下的主要特征 147

12.3.2 金相法鉴定夹杂物（定性）的程序 149

12.3.3 非金属夹杂物的定量测定 150

13 显微硬度在金相研究中的应用 152

13.1 显微硬度测试原理 152

13.1.1 压头类型 152

13.1.2 显微硬度值 153

13.1.3 显微硬度测试要点 153

13.1.4 显微硬度值的比较标准 155

13.2 常用显微硬度计 155

13.2.1 LEICA VMHT 30型显微硬度计 156

13.2.2 国产显微硬度计 157

13.3 显微硬度在金相研究中的应用 157

14 金属材料现代研究方法简介 158

14.1 扫描电子显微镜（SEM） 159

14.1.1 扫描电镜的基本构造 159

14.1.2 扫描电镜的基本成像原理 160

14.1.3 扫描电镜在材料科学中的应用 161

14.2 能量散射谱仪（EDS） 162

14.2.1 能谱仪的基本构造 162

14.2.2 能谱仪工作的基本原理 163

14.2.3 能谱仪的应用 163

14.3 电子背散射衍射仪（EBSD） 165

14.3.1 电子背散射衍射仪的基本构造 166

14.3.2 EBSD系统的基本原理 166

14.3.3 EBSD技术在材料科学中的应用 168

14.4 透射电子显微镜（TEM） 171

14.4.1 透射电镜的基本构造 171

14.4.2 透射电镜的基本原理 172

14.4.3 透射电镜在材料科学中的应用 173

14.5 扫描隧道显微镜（STM） 175

14.5.1 扫描隧道显微镜的仪器结构及工作原理简介 175

14.5.2 材料研究中的扫描隧道显微分析 176

14.5.3 扫描隧道显微镜的应用前景 177

14.6 表面分析技术 177

14.6.1 设备的基本构成 178

14.6.2 电子能谱仪的工作原理 179

14.6.3 电子能谱在材料科学中的应用 180

附录 183

附录1 抛光试剂 183

附录2 浸蚀试剂 186

附录3 基本实验所用相图 191

附录4 基本实验用金相图谱 194

附录5 夹杂物的鉴定 210

附录6 显微硬度 220

参考文献 227