金相檢驗技術與應用 中國中車股份有限公司計量理化技術委員會
定 價:86 元
- 作者:中國中車股份有限公司計量理化技術委員會
- 出版時間:2024/5/1
- ISBN:9787111754053
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TG115.21
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書全面系統(tǒng)地介紹了金屬材料的金相檢驗內(nèi)容、方法和要求等,其主要內(nèi)容包括:金屬學及熱處理基礎、金相檢驗基礎、鋼的宏觀檢驗技術、鋼的顯微組織評定、鑄鋼的金相檢驗、鑄鐵的金相檢驗、零件表面處理后的金相檢驗、焊接件的金相檢驗、工模具鋼及特種鋼的金相檢驗、非鐵金屬和粉末冶金材料的金相檢驗、金相檢驗常見問題。本書提供了豐富的金相圖片和相關失效案例,實用性和針對性強。本書采用現(xiàn)行的相關國家標準和行業(yè)標準,內(nèi)容由淺入深,注重理論與實踐相結(jié)合,具有較強的工程應用價值。
1)全面系統(tǒng)地介紹了金屬材料的金相檢驗內(nèi)容、方法和要求等,其主要內(nèi)容包括:金屬學及熱處理基礎、金相檢驗基礎、鋼的宏觀檢驗技術、鋼的顯微組織評定、鑄鋼的金相檢驗、鑄鐵的金相檢驗、零件表面處理后的金相檢驗、焊接件的金相檢驗、工模具鋼及特種鋼的金相檢驗、非鐵金屬和粉末冶金材料的金相檢驗、金相檢驗常見問題。
2)提供了提供了600余幅金相圖片和50余個案例分析,實用性和針對性強。
3)采用現(xiàn)行的相關國家標準和行業(yè)標準,內(nèi)容由淺入深,注重理論與實踐相結(jié)合,具有較強的工程應用價值。
理化檢驗工作是一項理論性和實踐性都很強的工作,是保證材料與零件質(zhì)量極其重要的手段,也是研究和發(fā)展新材料、新工藝、新產(chǎn)品的基礎技術,對于提高機械工業(yè)產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量和企業(yè)競爭力,以及開拓市場和提高用戶滿意度都是十分重要的。金相檢驗作為理化檢驗的重要組成部分,貫穿產(chǎn)品從原材料、半成品、成品到產(chǎn)品失效的整個生命周期,它通常以各類標準為參照對象,每個標準都有相對獨立的主題和領域,可供材料、工藝、設計、檢測等相關技術人員參考。隨著新材料、新工藝、新裝備的不斷涌現(xiàn)和用戶要求的不斷提升,標準的制定和修訂工作在各行各業(yè)發(fā)展迅速,旨在更好地服務于生產(chǎn)和用戶。
金相檢驗主要應用的技術有三種:①顯像技術,揭示材料的顯微組織、斷口形貌特征、各種缺陷形貌特征、表面狀態(tài)等;②衍射技術,分析材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷及晶體位向關系等;③微區(qū)成分分析技術,研究材料的基體、第二相、夾雜物及腐蝕產(chǎn)物的組成,以及材料中微量元素對材料性能的影響等。金相學的研究便是隨著分析手段的不斷進步,對金屬的組織結(jié)構(gòu)取得了更加深刻的認識,可以說電子顯微鏡的出現(xiàn)對金相學的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。
盡管金相檢驗行業(yè)發(fā)展了150余年,但由于顯微組織的復雜性和多樣性,金相檢驗還是必須由一些經(jīng)驗豐富的金屬材料專業(yè)人士來完成。隨著圖像處理技術的發(fā)展,檢測人員通常將金相圖與標準圖進行比對,或者對金相圖進行預處理,使其特征凸顯,再由人工完成顯微組織的識別。長期以來,整個行業(yè)面臨著低層次勞動強度高、人才梯隊斷代、檢測效率偏低、重復性高且穩(wěn)定性較差、經(jīng)驗依賴性強等諸多難題。因此,彩色金相、圖像分析、定量金相、人工智能等技術均是金相行業(yè)中長期發(fā)展的關注重點。
為了幫助相關人員深入理解各類檢驗標準,建立材料—工藝—組織—性能之間良好的匹配關系,編者在借鑒國內(nèi)外相關資料的基礎上,根據(jù)目前金相檢驗人員的實際情況和需求編寫了《金相檢驗技術與應用》。本書系統(tǒng)地闡述了金屬材料金相檢驗的方法、手段及相關標準,在層次安排上由淺入深,注重理論與實踐相結(jié)合,詳細講解了金屬學及熱處理基礎知識、金相宏觀和微觀檢驗技術及不同材料體系和工藝體系的金相檢驗內(nèi)容,同時還引入了600余幅金相圖片和50余個案例分析,可幫助讀者更加深刻地了解金相檢驗在工程失效分析中的重要作用。本書可供金相檢驗、熱處理工藝、材料設計等相關專業(yè)的技術人員使用,也可作為軌道交通金相檢驗人員的培訓教材,同時還可供相關專業(yè)的在校師生閱讀參考。
本書由于躍斌、李平平擔任主編,潘安霞、吳建華擔任副主編,參加編寫工作的還有王秀紅、杜丹、沈海琴、劉曉琴、王大臣、但啟安、劉元森、曾省建。其中,第1章由李平平編寫,第2章由杜丹編寫,第3章由曾省建編寫,第4章由劉曉琴編寫,第5章由但啟安編寫,第6章由沈海琴、李平平編寫,第7章由潘安霞、吳建華編寫,第8章由王大臣編寫,第9章由劉元森、于躍斌編寫,第10章由王秀紅編寫,第11章由李平平編寫。
本書在編寫過程中,參考了國內(nèi)外同行的大量文獻和相關標準,在此謹向有關人員表示衷心的感謝!由于編者水平有限,錯誤之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正。
李平平
中國中車股份有限公司計量理化技術委員會是中國中車股份有限公司計量、理化人員技術考核和資格鑒定工作的組織實施機構(gòu)。其主要職責是:制定計量、理化人員技術考核和資格鑒定制度,組織培訓教材編寫和課程開發(fā),負責建立培訓師資庫,組織開展相關人員培訓、考核、鑒定等工作。
于躍斌,中國中車集團有限公司科技質(zhì)量與信息化部部長,正高級工程師。長期從事鐵路移動裝備技術創(chuàng)新和科技管理工作,搭建了我國鐵路貨車研發(fā)、試驗仿真、制造和產(chǎn)業(yè)化平臺與標準體系,組織構(gòu)建了中車“開放、協(xié)同、一體化、全球布局、自主可控”的科技創(chuàng)新體系,創(chuàng)造性提出并建設“兩縱兩橫一貫通”的科技創(chuàng)新體系。享受政府特殊津貼,國家百千萬人才工程“有突出貢獻中青年專家”,獲全國五一勞動獎章、詹天佑成就獎、中央企業(yè)勞動模范。獲國家科技進步獎2項、省部級科技成果獎12項、發(fā)明專利34項,發(fā)表論文26篇。
前言
第1章金屬學及熱處理基礎1
1 .1純金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)1
1 .1 .1原子結(jié)構(gòu)與鍵合1
1 .1 .2晶體學基礎4
1 .1 .3純金屬的晶體結(jié)構(gòu)6
1 .1 .4合金相的晶體結(jié)構(gòu)7
1 .2純晶體的凝固和晶體缺陷10
1 .2 .1純晶體的凝固10
1 .2 .2晶體缺陷10
1 .3合金相圖13
1 .3 .1二元相圖13
1 .3 .2鐵碳合金相圖16
1 .4鋼中的基本組織17
1 .4 .1鐵素體17
1 .4 .2奧氏體17
1 .4 .3滲碳體18
1 .4 .4珠光體21
1 .4 .5魏氏組織22
1 .4 .6貝氏體23
1 .4 .7馬氏體24
1 .4 .8回火組織26
1 .5鋼的熱處理基礎27
1 .5 .1鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變27
1 .5 .2鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變29
1 .5 .3鋼的整體熱處理33
第2章金相檢驗基礎50
2 .1金相試樣的制備50
2 .1 .1金相試樣的選取及截取50
2 .1 .2金相試樣的夾持及鑲嵌51
2 .1 .3金相試樣的磨制及拋光51
2 .1 .4金相試樣的浸蝕53
2 .1 .5現(xiàn)場金相檢驗技術55
2 .2金相顯微鏡55
2 .2 .1金相顯微鏡概述55
2 .2 .2金相顯微鏡在金相檢驗中的應用58
2 .2 .3金相顯微鏡的操作與維護61
2 .3金屬材料常見分析測試技術62
2 .3 .1掃描電子顯微鏡及其應用62
2 .3 .2透射電子顯微鏡及其應用64
2 .3 .3X射線衍射技術及其應用65
2 .3 .4電子背散射衍射技術及其應用67
2 .3 .5激光掃描共聚焦顯微鏡及其應用68
2 .4定量金相69
2 .4 .1試樣的選取和制備69
2 .4 .2自動圖像分析儀的應用70
2 .5顯微硬度71
2 .5 .1顯微硬度測試原理71
2 .5 .2影響顯微硬度值的因素72
2 .5 .3顯微硬度試驗73
第3章鋼的宏觀檢驗技術76
3 .1鋼錠的結(jié)晶過程及鋼坯的形成方式76
3 .1 .1鋼錠的結(jié)晶過程76
3 .1 .2鋼坯的形成方式77
3 .2鋼的低倍酸蝕試驗及缺陷評定80
3 .2 .1低倍酸蝕試驗81
3 .2 .2低倍組織缺陷評定標準概述84
3 .2 .3鋼的低倍組織缺陷評級及評定原則85
3 .2 .4鋼的低倍檢驗常見問題90
3 .3鋼材塔形發(fā)紋檢驗91
3 .3 .1發(fā)紋的成因及特征91
3 .3 .2試樣的選取和制備91
3 .3 .3檢驗方法92
3 .3 .4評定及結(jié)果表示92
3 .4鋼材硫印、磷印檢查93
3 .5鋼材宏觀斷口檢驗94
3 .5 .1縱向斷口制備方法94
3 .5 .2橫向斷口制備方法94
3 .5 .3鋼材斷口形貌及各種缺陷識別95
3 .6案例分析99
3 .6 .1針(氣)孔99
3 .6 .2白點99
3 .6 .3過燒100
3 .6 .4發(fā)紋100
第4章鋼的顯微組織評定102
4 .1鋼中非金屬夾雜物含量測定方法102
4 .1 .1內(nèi)容與適用范圍102
4 .1 .2術語和定義102
4 .1 .3試樣的選取與制備103
4 .1 .4夾雜物含量的測定104
4 .1 .5國內(nèi)外標準對比107
4 .1 .6非金屬夾雜物圖譜107
4 .2金屬平均晶粒度測定方法109
4 .2 .1內(nèi)容與適用范圍109
4 .2 .2術語和定義109
4 .2 .3試樣制備及晶粒度的顯示方法110
4 .2 .4晶粒度的測定111
4 .2 .5晶粒圖譜119
4 .3鋼的脫碳層深度測定方法119
4 .3 .1內(nèi)容與適用范圍119
4 .3 .2術語120
4 .3 .3取樣120
4 .3 .4脫碳層的測定120
4 .3 .5脫碳圖譜125
4 .4鋼的顯微組織評定方法126
4 .4 .1內(nèi)容與適用范圍126
4 .4 .2術語和定義126
4 .4 .3取樣126
4 .4 .4試樣的制備127
4 .4 .5評定方法127
4 .4 .6帶狀組織圖譜128
4 .5鋼質(zhì)模鍛件金相組織檢驗130
4 .5 .1內(nèi)容與適用范圍130
4 .5 .2術語130
4 .5 .3試樣的選取和制備130
4 .5 .4金相組織評定130
第5章鑄鋼的金相檢驗133
5 .1鑄鋼的分類及常用牌號133
5 .1 .1鑄造碳素鋼的牌號和化學成分133
5 .1 .2鑄造低合金鋼的牌號和化學成分134
5 .1 .3鑄造不銹鋼的牌號和化學成分135
5 .1 .4鑄造高錳鋼的牌號和化學成分135
5 .1 .5鐵道機車車輛鑄鋼材料136
5 .2鑄鋼件的生產(chǎn)工藝及質(zhì)量檢驗136
5 .2 .1鑄鋼件的生產(chǎn)工藝136
5 .2 .2鑄鋼件的質(zhì)量檢驗137
5 .3鑄鋼中非金屬夾雜物的檢驗139
5 .3 .1鑄鋼中非金屬夾雜物的種類、成因及特點139
5 .3 .2非金屬夾雜物對鑄鋼件質(zhì)量的影響139
5 .3 .3鑄鋼中非金屬夾雜物的檢驗方法139
5 .4鑄鋼件的金相檢驗141
5 .4 .1鑄造碳素鋼和低合金鋼的金相檢驗141
5 .4 .2鑄造不銹鋼的金相檢驗146
5 .4 .3鑄造高錳鋼的金相檢驗147
5 .5案例分析148
5 .5 .1鑄造熱裂紋148
5 .5 .2鑄造冷裂紋149
5 .5 .3縮孔與縮松149
5 .5 .4氣孔150
5 .5 .5夾渣和夾砂150
5 .5 .6補焊150
5 .5 .7冷隔151
第6章鑄鐵的金相檢驗152
6 .1鑄鐵的分類及常用牌號152
6 .1 .1白口鑄鐵152
6 .1 .2灰鑄鐵153
6 .1 .3球墨鑄鐵153
6 .1 .4蠕墨鑄鐵154
6 .1 .5可鍛鑄鐵155
6 .2灰鑄鐵的金相檢驗156
6 .2 .1灰鑄鐵石墨的檢驗157
6 .2 .2灰鑄鐵基體組織的檢驗158
6 .3球墨鑄鐵的金相檢驗167
6 .3 .1球墨鑄鐵石墨的檢驗168
6 .3 .2球墨鑄鐵基體組織的檢驗171
6 .3 .3球墨鑄鐵等溫淬火組織的檢驗174
6 .3 .4球墨鑄鐵的幾種常見鑄造缺陷174
6 .4蠕墨鑄鐵的金相檢驗176
6 .4 .1蠕墨鑄鐵石墨的檢驗176
6 .4 .2蠕墨鑄鐵基體組織的檢驗178
6 .5案例分析181
6 .5 .1橫臂裂紋分析181
6 .5 .2機車氣缸套斷裂分析182
6 .5 .3鐵裙開裂原因分析183
6 .5 .4銷座開裂原因分析184
第7章零件表面處理后的金相檢驗185
7 .1表面處