前言
第1章鋼的宏觀檢驗1
1.1常見低倍組織缺陷及評定原則1
1.2酸蝕試驗7
1.3硫印檢驗10
1.4塔形檢驗12
1.5連鑄坯冷酸腐蝕法宏觀組織檢驗13
1.6幾種低倍檢驗方法比較15
1.7宏觀斷口檢驗16
1.7.1鋼材斷口的分類及各種缺陷
形態的識別16
1.7.2斷口制備方法21
1.7.3夾雜物發藍斷口法檢驗21
1.8宏觀檢驗實例22
本章主要參考文獻25
第2章鋼的平均晶粒度評定27
2.1晶粒分布狀態特征與檢測方法27
2.2晶粒尺寸與平均晶粒度28
2.3晶粒度試樣制備與顯示29
2.4晶粒度級別評定32
2.5非等軸晶晶粒度測定40
2.6多相晶粒度測定42
2.7電子背散射衍射法晶粒度測定42
2.8晶粒度測定實例44
本章主要參考文獻54
第3章非金屬夾雜物金相檢驗55
3.1非金屬夾雜物的分類55
3.2非金屬夾雜物試樣的取樣與制備60
3.3非金屬夾雜物評級61
3.3.1夾雜物評級界限劃分61
3.3.2夾雜物評級方法62
3.3.3A法和B法的選取62
3.3.4非金屬夾雜物評級圖64
3.4夾雜物測定值與級別的關繫77
3.5現行主要非金屬夾雜物檢驗標準
對比78
3.6非金屬夾雜物分析實例80
本章主要參考文獻85
第4章鋼材顯微組織檢驗86
4.1帶狀組織檢驗86
4.1.1帶狀組織比較法評級86
4.1.2帶狀組織定量分析94
4.2魏氏組織檢驗99
4.3遊離滲碳體檢驗99
4.4低碳變形鋼珠光體檢驗101
4.5珠光體球化級別檢驗101
4.6網狀碳化物檢驗104
4.7表面脫碳層檢驗107
4.7.1脫碳層檢驗方法與取樣107
4.7.2金相法脫碳層深度測定108
4.7.3硬度法脫碳層深度測定113
4.8鋼材顯微組織分析實例115
本章主要參考文獻121
第5章低、中碳鋼球化組織檢驗122
5.1冷鐓鋼簡介122
5.2低、中碳鋼球化組織評級123
本章主要參考文獻127
第6章中碳鋼與中碳合金結構鋼
金相檢驗128
6.1中碳鋼與中碳合金結構鋼及其熱處理
工藝與性能128
6.2原始缺陷組織對鋼的影響131
6.2.1帶狀組織的影響131
6.2.2晶粒粗大和魏氏組織的影響132
6.2.3氧化脫碳組織的影響132
6.2.4非金屬夾雜物的影響133
6.3中碳鋼與中碳合金結構鋼淬水、回火
組織檢驗134
6.3.1淬火組織等級與顯微組織評定134
6.3.2回火組織等級與顯微組織評定135
6.4中碳鋼與中碳合金結構鋼組織分析
實例142
本章主要參考文獻145
第7章彈簧鋼金相檢驗146
7.1彈簧鋼及其熱處理工藝與性能146
7.2彈簧鋼的組織分析148
7.2.1供貨狀態組織148
7.2.2淬火 中溫回火組織149
7.3彈簧鋼的組織檢驗149
7.3.1低倍組織檢驗149
7.3.2非金屬夾雜物與石墨碳檢驗149
7.3.3表面脫碳層檢驗150
7.3.460Si2Mn鋼螺旋彈簧金相檢驗151
7.4彈簧鋼缺陷分析153
7.4.1常見的表面缺陷153
7.4.2顯微組織缺陷153
本章主要參考文獻156
第8章高碳鉻軸承鋼金相檢驗157
8.1高碳鉻軸承鋼及其熱處理工藝與
性能157
8.1.1高碳鉻軸承鋼的化學成分與
特點157
8.1.2高碳鉻軸承鋼的熱處理工藝與
性能158
8.2高碳鉻軸承鋼的組織檢驗159
8.2.1低倍組織檢驗159
8.2.2非金屬夾雜物和脫碳層檢驗160
8.2.3碳化物不均勻性檢驗160
8.2.4顯微組織檢驗163
8.3高碳鉻軸承鋼組織分析實例168
本章主要參考文獻174
第9章工模具鋼金相檢驗176
9.1非合金工具鋼金相檢驗176
9.1.1非合金工具鋼的化學成分與
特點176
9.1.2原組織與退火組織檢驗177
9.1.3淬火、回火組織檢驗180
9.2低合金工具鋼金相檢驗184
9.2.1低合金工具鋼的化學成分與
特點184
9.2.2原始組織與退火組織檢驗185
9.2.3淬火、回火組織檢驗185
9.3高碳高合金冷作模具鋼金相檢驗186
9.3.1高碳高合金冷作模具鋼的化學
成分與熱處理186
9.3.2高碳高鉻鋼冷作模具鋼組織
評定189
9.4熱作模具鋼金相檢驗192
9.4.1高韌性熱作模具鋼金相檢驗192
9.4.2高熱強性熱作模具鋼金相檢驗196
9.4.3強韌兼備熱作模具鋼金相檢驗200
9.5高速工具鋼金相檢驗202
9.5.1高速工具鋼的化學成分與
熱處理202
9.5.2鑄態組織與退火組織檢驗204
9.5.3淬火、回火組織檢驗211
9.6工模具鋼組織分析實例214
9.6.1優化工模具鋼淬火工藝214
9.6.2低倍組織缺陷分析217
9.6.3鍛造工藝不當造成的缺陷分析218
9.6.4熱處理工藝不當造成的缺陷
分析218
本章主要參考文獻220
第10章特種鋼金相檢驗221
10.1不鏽鋼金相檢驗221
10.1.1馬氏體不鏽鋼金相檢驗221
10.1.2奧氏體不鏽鋼金相檢驗225
10.1.3奧氏體-鐵素體不鏽鋼金相
檢驗230
10.1.4鐵素體不鏽鋼金相檢驗235
10.2高錳鋼金相檢驗236
10.2.1高錳鋼的組織與性能236
10.2.2高錳鋼的組織檢驗與評級239
10.3特殊鋼組織分析實例247
10.3.1不鏽鋼組織分析實例247
10.3.2高錳鋼組織分析實例252
本章主要參考文獻253
第11章滲碳件和碳氮共滲件金相
檢驗254
11.1滲碳件金相檢驗254
11.1.1常用滲碳鋼及其熱處理工藝與
滲碳層深度254
11.1.2滲碳層組織分析257
11.1.3普通滲碳件金相檢驗259
11.1.4滲碳淬火回火件金相檢驗260
11.1.5滲碳淬火硬化層深度與滲碳層
深度檢測271
11.1.6汽車滲碳齒輪金相檢驗272
11.1.7重載齒輪金相檢驗276
11.1.8滲碳件常見缺陷分析279
11.1.9滲碳層組織分析實例282
11.2碳氮共滲件金相檢驗289
11.2.1碳氮共滲鋼的熱處理工藝289
11.2.2碳氮共滲層組織分析290
11.2.3碳氮共滲層深度檢測291
11.2.4碳氮共滲層組織檢驗291
11.2.5碳氮共滲層常見缺陷組織293
本章主要參考文獻294
第12章滲氮件和氮碳共滲件金相
檢驗295
12.1常用滲氮鋼及其熱處理工藝與
性能295
12.2鐵氮相圖和滲氮層、氮碳共滲層
組織分析297
12.2.1鐵氮相圖297
12.2.2滲氮層組織分析298
12.2.3氮碳共滲層組織分析299
12.3滲氮層和氮碳共滲層金相檢驗301
12.3.1滲氮前原始組織檢驗301
12.3.2滲氮層深度檢測303
12.3.3滲氮層脆性檢驗306
12.3.4滲氮層疏松級別檢驗307
12.3.5滲氮層中氮化物級別檢驗309
12.4滲氮層常見缺陷組織312
12.5滲氮層組織分析實例313
本章主要參考文獻316
第13章感應熱處理件金相檢驗318
13.1感應熱處理常用材料與工藝318
13.1.1感應熱處理常用材料318
13.1.2感應熱處理工藝319
13.2表面感應淬火組織321
13.3感應淬火有效硬化層深度檢測322
13.3.1硬度法有效硬化層深度檢測322
13.3.2金相法有效硬化層深度檢測324
13.4感應淬火件外觀質量及表面硬度
檢驗325
13.5鋼件感應淬火金相檢驗326
13.6珠光體球墨鑄鐵件感應淬火金相
檢驗329
13.7感應淬火組織分析實例331
本章主要參考文獻337
第14章滲硼件金相檢驗338
14.1滲硼材料、滲硼層相組成與性能338
14.1.1滲硼材料選擇338
14.1.2滲硼層相組成及特征339
14.1.3滲硼層性能342
14.2滲硼層檢測343
14.2.1滲硼層類型343
14.2.2滲硼層硬度檢測344
14.2.3滲硼層深度檢測344
14.3滲硼層缺陷及其控制345
14.4滲硼層組織分析實例345
本章主要參考文獻349
第15章滲金屬件金相檢驗350
15.1滲鉻件金相檢驗350
15.1.1滲鉻方法與工藝350
15.1.2滲鉻層組織與性能351
15.2滲鋁件金相檢驗354
15.2.1滲鋁方法與工藝354
15.2.2滲鋁層組織與性能355
15.3滲鋅件金相檢驗357
15.3.1滲鋅方法與工藝357
15.3.2滲鋅層組織與性能357
15.4滲釩件金相檢驗359
15.4.1滲釩方法與工藝359
15.4.2滲釩層組織與性能359
15.5滲金屬層金相檢驗方法360
15.5.1滲金屬層試樣制備360
15.5.2滲金屬層組成361
15.5.3滲金屬層深度與硬度檢測361
15.6鋅鉻塗層金相檢驗362
15.6.1鋅鉻塗層的制備與性能362
15.6.2鋅鉻塗層檢測363
15.7滲金屬層組織分析實例363
本章主要參考文獻365
第16章鑄鋼金相檢驗366
16.1鑄鋼的凝固與熱處理366
16.1.1鑄鋼的凝固366
16.1.2鑄鋼的熱處理367
16.2鑄鋼組織特征368
16.2.1鑄鋼鑄態組織特征368
16.2.2鑄鋼熱處理後組織特征368
16.3鑄鋼組織檢驗370
16.3.1鑄鋼宏觀組織檢驗370
16.3.2鑄鋼顯微組織檢驗371
16.4鑄鋼組織分析實例377
本章主要參考文獻380
第17章鑄鐵金相檢驗381
17.1鑄鐵組織381
17.2灰鑄鐵金相檢驗383
17.2.1灰鑄鐵的牌號與力學性能383
17.2.2灰鑄鐵的石墨檢驗384
17.2.3灰鑄鐵的基體組織檢驗388
17.2.4灰鑄鐵的熱處理組織檢驗391
17.2.5灰鑄鐵的碳化物與磷共晶
檢驗393
17.2.6灰鑄鐵的共晶團檢驗397
17.3球墨鑄鐵金相檢驗400
17.3.1球墨鑄鐵的牌號與力學性能400
17.3.2球墨鑄鐵的石墨檢驗403
17.3.3球墨鑄鐵的基體組織檢驗409
17.3.4球墨鑄鐵的磷共晶與碳化物
檢驗412
17.3.5球墨鑄鐵的熱處理組織檢驗414
17.4可鍛鑄鐵金相檢驗417
17.4.1可鍛鑄鐵的牌號與力學性能417
17.4.2可鍛鑄鐵的石墨檢驗418
17.4.3可鍛鑄鐵的基體及表皮層組織
檢驗423
17.5蠕墨鑄鐵金相檢驗426
17.5.1蠕墨鑄鐵的牌號與力學性能426
17.5.2蠕墨鑄鐵的組織與檢驗426
17.6白口鑄鐵金相檢驗429
17.7鑄鐵組織分析實例430
17.7.1灰鑄鐵組織分析實例430
17.7.2球墨鑄鐵組織分析實例433
本章主要參考文獻437
第18章鋼焊接件金相檢驗439
18.1焊接接頭區域組織特點439
18.1.1焊縫組織439
18.1.2焊接熱影響區組織440
18.2焊接接頭宏觀檢驗與常見缺欠441
18.3焊接接頭裂紋特征443
18.3.1焊接接頭熱裂紋443
18.3.2焊接接頭冷裂紋445
18.4典型鋼焊接接頭組織形貌特征與
組織識別446
18.4.1鋼焊接接頭組織形貌特征446
18.4.2典型焊接組織識別447
本章主要參考文獻451

1863年，H.C.Sorby首次采用反射式顯微鏡，觀察到了經拋光並腐蝕的鋼鐵試片珠光體中的滲碳體和鐵素體片狀組織,揭開了金相學的序幕，到19世紀末20世紀初，金相學已發展成為一門新的學科，金相學在近160年的發展歷程中，對金屬材料的發展、研究和使用起到了極其重要的作用。
目前，透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡和電子探針微區分析儀等分析儀器在鋼鐵材料組織分析和檢驗中得到了較為普遍的應用，使人們能進一步深入研究鋼鐵材料的組織與性能關繫，對其顯微組織進一步深入了解。但是，常規的光學金相技術具有觀察視場面積範圍大、操作方便、設備簡單、成本低、應用廣泛等優點，至今在生產中仍是研究新材料、新工藝，特別是檢測材料質量以及進行失效分析普遍采用的便捷手段。如何將透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡和電子探針微區分析儀等先進分析儀器與常規的光學金相技術有機地結合起來，充分發揮各自的優勢，對金屬材料進行有效的分析和檢驗是當前金屬材料工作者努力的方向。
本書共18章。第1章～4章主要介紹了常規鋼的金相檢驗，包括鋼的宏觀檢驗、鋼的平均晶粒度評定、非金屬夾雜物金相檢驗、鋼材顯微組織檢驗；第5章～10章主要介紹了各類鋼的金相檢驗，包括低、中碳鋼球化組織檢驗，中碳鋼與中碳合金結構鋼金相檢驗，彈簧鋼金相檢驗，高碳鉻軸承鋼金相檢驗，工模具鋼金相檢驗，特種鋼金相檢驗；第11章～15章主要介紹了各類表面處理工藝後的金相檢驗，包括滲碳件和碳氮共滲件金相檢驗、滲氮件和氮碳共滲件金相檢驗、感應熱處理件金相檢驗、滲硼件金相檢驗、滲金屬件金相檢驗；第16章和第17章介紹了常用的鑄造材料金相檢驗，包括鑄鋼金相檢驗、鑄鐵金相檢驗；第18章介紹了鋼焊接件金相檢驗。
本書的第1版是2012年出版的，這次再版我們根據我國現行的金相檢驗國家標準和行業標準，並參考了國外的相關金相檢驗標準，對全書進行了全面修訂，更新了大部分的實例。書中的實例均來源於生產一線，具有較高的參考價值。
本書是鋼鐵材料金相檢驗人員、生產和使用鋼鐵材料的工程技術人員及科研人員、機械產品質量檢驗人員、相關專業在校師生的實用參考書，也可作為鋼鐵材料金相檢驗的培訓教材。
本書由葉衛平和呂彩虹編著。作者在編著過程中，得到了一些同行和企業的大力支持和幫助，參考了大量國內外文獻資料和學術論文，在此一並表示感謝。每章都列出了主要參考文獻，以便於讀者查閱和進一步深入學習。
由於作者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。

葉衛平E-mail：yeweip@whut.edu.cn