金屬材料結構分析是揭示材料性能與材料成分、工藝措施間內在規律的重要手段和橋梁。化學成分，原子集合體的結構以及內部組織是決定金屬材料性能的內在基本因素。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，來指導生產實踐和科學研究，以便于更充分有效的發揮現有金屬材料的潛力，并進而創制新的金屬材料。

　　在金屬學中，組織則是用肉眼或借助于各種不同放大倍數的顯微鏡所觀察到的金屬材料內部的情景。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溫度范圍內等溫轉變產物，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溫度以下的轉變產物，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。

　　組織分析的內容和手段：

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

　　（1）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品或半成品質量的方法。低倍組織檢驗常用的試驗方法如下：

　　①酸浸試驗：分熱酸浸（70~80℃）和冷酸浸兩種。根據不同的金屬材料采用不同的酸液。檢驗的內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塔形車削發紋檢驗：把規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。

　　③硫印試驗：在檢驗的試樣上覆以用5%~10%硫酸水溶液浸過的相紙，呈現深棕色印痕，用于檢驗鋼中硫的數量與分布。

　　④斷口試驗：是檢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，試樣在檢驗前要經過不同方式的熱處理，分淬火斷口、退火斷口和調質斷口，通常都采用淬火斷口。在淬火斷口上可以發現白點、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。調質斷口只用于少數鋼材，斷口形貌能在一定程度上反映鋼的力學性能。

　　（2）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部進行觀察分析的檢驗方法。檢驗內容有組織評定、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部各種相的晶體結構、用電子探針分析組織中顯微區域內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現的差異有時可以使宏觀性能發生很顯著的變化。

　　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、生產工藝以及力學性能，并結合低倍和高倍組織觀察，方能夠對組織進行準確的評定。
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　　審核編輯：ymf