金屬材料結構分析是揭示材料性能與材料成分、工藝措施間內(nèi)在規(guī)律的重要手段和橋梁?；瘜W成分，原子集合體的結構以及內(nèi)部組織是決定金屬材料性能的內(nèi)在基本因素。當化學成分給定時，金屬材料的一類性能，對結構組織的變化反映很敏感。而這類性能有屈服強度、抗拉強度、斷裂強度、硬度、韌性、伸長率、面縮率、滯彈性、蠕變、鐵磁性等。通過對組織結構分析，來指導生產(chǎn)實踐和科學研究，以便于更充分有效的發(fā)揮現(xiàn)有金屬材料的潛力，并進而創(chuàng)制新的金屬材料。

　　在金屬學中，組織則是用肉眼或借助于各種不同放大倍數(shù)的顯微鏡所觀察到的金屬材料內(nèi)部的情景。金屬組織包括晶粒的大小、形狀、種類以及各種晶粒之間的相對數(shù)量和相對分布。

　　鋼鐵中常見組織：

　　金屬中鋼鐵的使用量最大，并且組織結構相對復雜，在此簡單介紹常見鋼鐵中的組織：

　　1）奧氏體

　　碳與合金元素溶解在γ-Fe中的固溶體，仍保持γ-Fe的面心立方結構。晶界比較直，呈規(guī)則多邊形。

　　2）鐵素體

　　碳與合金元素溶解在α-Fe中的固溶體。亞共析鋼中的慢冷析出的先共析鐵素體呈等軸狀。

　　3）珠光體

　　共析反應所形成的鐵素體與滲碳體的兩相混合物， 可分為片狀珠光體和粒狀珠光體。片狀珠光體根據(jù)片層間距的不同可分為珠光體、索氏體、屈氏體。

　　4）貝氏體

　　奧氏體化鋼過冷到Bs至Ms溫度范圍內(nèi)等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，可分為上貝氏體、下貝氏體和粒狀貝氏體。

　　5）馬氏體

　　奧氏體化鋼以大于vk的冷卻速度快冷到Ms溫度以下的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，可分為片狀馬氏體和板條馬氏體。

　　6）滲碳體當鐵碳合金的含碳量超過鐵的溶解度時，多余的碳將以碳化物的形式存在于合金中，常見θ 碳化物稱為滲碳體。

　　7）魏氏組織

　　如果奧氏體比較粗大，冷卻速度又比較適宜，先共析相有可能呈針狀（片狀）形態(tài)與片狀珠光體混合存在，稱為魏氏組織 。

　　8）萊氏體

　　奧氏體與滲碳體的共晶混合物，呈奧氏體呈顆粒狀分布在滲碳體的基體上。

　　9）回火組織

　　淬火鋼件室溫組織是馬氏體和殘余奧氏體，是亞穩(wěn)相，一旦加熱，按照回火溫度的不同，可以分為回火馬氏體、回火屈氏體、回火索氏體、粒狀珠光體。

　　組織分析的內(nèi)容和手段：

　　金屬組織分析檢驗的內(nèi)容和手段主要分為：低倍組織檢驗、高倍組織檢驗和電鏡顯微組織檢驗。

　?。?）低倍組織檢驗，是指用肉眼或放大鏡觀察金屬的縱橫斷面上的組織，也叫宏觀組織檢驗。宏觀分析是一種檢查產(chǎn)品或半成品質(zhì)量的方法。低倍組織檢驗常用的試驗方法如下：

　?、偎峤囼灒悍譄崴峤?0~80℃）和冷酸浸兩種。根據(jù)不同的金屬材料采用不同的酸液。檢驗的內(nèi)容主要是將金屬材料中的疏松、偏析、氣泡、白點和非金屬夾雜等顯露出來。

　　②塔形車削發(fā)紋檢驗：把規(guī)定尺寸的塔形試樣進行熱酸浸，且于顯示沿軋制方向的不一定長度、深度的小裂紋。

　?、哿蛴≡囼灒涸跈z驗的試樣上覆以用5%~10%硫酸水溶液浸過的相紙，呈現(xiàn)深棕色印痕，用于檢驗鋼中硫的數(shù)量與分布。

　?、軘嗫谠囼灒菏菣z驗金屬材料宏觀缺陷的重要方法之一，可與酸浸檢驗并用，互相補充。按金屬材料品種和檢驗的要求不同，試樣在檢驗前要經(jīng)過不同方式的熱處理，分淬火斷口、退火斷口和調(diào)質(zhì)斷口，通常都采用淬火斷口。在淬火斷口上可以發(fā)現(xiàn)白點、夾雜、夾層、氣孔等缺陷。比如，退火斷口用于軸承鋼和工具鋼，可檢查晶粒的均勻細密程度，以顯示碳析出、夾雜、縮孔等缺陷。調(diào)質(zhì)斷口只用于少數(shù)鋼材，斷口形貌能在一定程度上反映鋼的力學性能。

　?。?）高倍組織檢驗，即顯微組織檢驗，是用放大100~2000倍的顯微鏡對金屬材料內(nèi)部進行觀察分析的檢驗方法。檢驗內(nèi)容有組織評定、非金屬夾雜、帶狀組織、碳化物不均勻性、碳化的液析、脫碳層深度測定、球狀組織級別評定、網(wǎng)狀組織級別評定和奧氏體晶粒度級別評定。

　　（3）電鏡顯微組織檢驗，也叫精細組織檢驗，是用放大幾千倍到幾十萬倍的電子顯微鏡對金屬材料內(nèi)部進行觀察分析。此外，還有用X射線衍射方法測定金屬和合金內(nèi)部各種相的晶體結構、用電子探針分析組織中顯微區(qū)域內(nèi)化學成分等的組織檢驗方法。

　　低倍檢驗分析材料在宏觀范圍內(nèi)的化學和物理的不均勻性；高倍和電鏡檢驗分析材料在微觀范圍內(nèi)的精細組織結構如晶粒、亞晶、位錯和第二相粒子等，在精細組織中才能發(fā)現(xiàn)的差異有時可以使宏觀性能發(fā)生很顯著的變化。

　　金屬材料組織結構復雜，不同的化學成分或偏析、加工工藝、熱處理工藝均對組織結構有很大的影響。因此對金屬材料組織結構分析時，需要了解其成分、生產(chǎn)工藝以及力學性能，并結合低倍和高倍組織觀察，方能夠?qū)M織進行準確的評定。
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