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第1章 金相显微镜的原理、构造及使用1

1.1 显微镜的成像原理1

1.2 显微镜的放大率4

1.3 透镜的像差5

1.3.1 球面像差5

1.3.2 色像差5

1.3.3 像域弯曲6

1.4.2 分辨率7

1.4.1 数值孔径7

1.4 显微镜的物镜7

1.4.3 焦深(垂直分辨率)8

1.4.4 工作距离与视场范围9

1.4.5 物镜的基本类型10

1.5 显微镜的目镜11

1.5.1 惠更斯目镜11

1.6.1 光源12

1.6 金相显微镜的照明系统12

1.5.4 广视场目镜12

1.5.2 拉姆斯登目镜12

1.5.3 补偿目镜12

1.6.2 临界照明与科勒照明13

1.6.3 照明方式与垂直照明器14

1.6.4 光栏16

1.6.5 滤色片17

1.7 金相显微镜介绍17

1.7.1 XJ-16型金相显微镜17

1.7.3 大型卧式显微镜19

1.7.2 Epignost型金相显微镜19

1.7.4 现代金相显微镜的进展20

1.7.5 显微镜使用注意事项21

实验22

思考题22

第2章 金相显微试样的制备24

2.1 概述24

2.2 取样24

2.3 镶样25

2.2.3 试样尺寸25

2.2.1 取样部位及检验面的选择25

2.2.2 试样的截取方法25

2.4 磨光26

2.5 抛光29

2.5.1 机械抛光29

2.5.2 电解抛光30

2.5.3 化学抛光31

2.6 金相试样的腐蚀32

2.6.1 化学腐蚀32

2.6.2 电解腐蚀34

实验46

思考题46

第3章 显微摄影及暗室技术48

3.1 显微摄影成像原理及摄影装置48

3.1.1 显微摄影成像原理48

3.1.2 显微摄影装置49

3.2.2 感光胶片的选择51

3.2.1 试样制备51

3.2 显微摄影的步骤51

3.2.3 胶片的曝光54

3.2.4 胶片的冲洗55

3.3 印相和放大58

3.3.1 相纸的结构58

3.3.2 相纸的分类58

3.3.3 印相59

3.3.4 放大59

实验59

思考题60

第4章 宏观分析与火花鉴别61

4.1 宏观分析61

4.1.1 断口分析61

4.1.2 磨片分析62

4.1.3 贴印法64

4.2.1 火花类型66

4.2 火花鉴别66

4.2.2 碳钢的火花67

4.2.3 几种常见合金的火花69

4.3 钢铁的听音鉴别71

实验71

思考题71

第5章 金相定量分析73

5.1 体视学和定量金相学73

5.2 基本符号和基本方程73

5.2.1 基本符号73

5.2.2 基本方程74

5.3 定量分析的基本方法75

5.3.1 比较法75

5.3.2 计点法78

5.3.3 截线法78

5.3.4 截面法78

5.4.1 晶粒尺寸的测定79

5.4 定量分析在材料研究中的应用79

5.3.5 联合测量法79

5.4.2 第二相颗粒的几何尺寸测定83

5.4.3 误差分析84

5.5 自动图像分析仪的应用86

实验87

思考题87

第6章 相衬显微镜的原理及其应用88

6.1 相衬显微镜的光学原理88

6.2 相衬显微镜90

6.2.1 相衬附件91

6.2.2 相衬显微镜92

6.3 相衬技术在材料科学研究中的应用94

6.3.1 相变浮凸的观察94

6.3.2 过共析钢的球化退火组织的观察95

6.3.3 铸造合金的枝晶偏析的观察95

6.3.4 滑移线的观察96

实验96

思考题97

7.1 光的干涉原理98

7.1.1 尖劈干涉98

第7章 干涉显微镜的原理及其应用98

7.1.2 牛顿环99

7.2 干涉显微镜100

7.2.1 双束干涉显微镜(林尼克干涉显微镜)100

7.2.2 多光束干涉显微镜101

7.3 干涉显微镜的应用103

7.3.1 表面光洁度的测定103

7.3.2 相变浮凸的研究103

7.3.3 材料塑性变形的研究103

实验104

思考题104

8.1.1 光的反射及反射率105

8.1.2 自然光和偏振光105

8.1.3 直线偏振光、圆偏振光及椭圆偏振光105

第8章 反光偏振光显微镜的原理及其在材料研究中的应用105

8.1 偏振光的基础知识105

8.2 偏振光的反射原理109

8.3 偏振光装置的调整及使用111

8.3.1 起偏振镜位置的调整111

8.3.4 偏振光照明下的色彩(色偏振)112

8.4 应用举例112

8.4.1 材料显微组织的显示112

8.3.3 载物台中心位置的调整112

8.3.2 检偏振镜位置的调整112

8.4.2 非金属夹杂物的鉴定114

实验128

思考题129

第9章 透光偏振光显微镜的原理及其在材料研究中的应用130

9.1 光在介质中的传播130

9.1.1 光学基础知识130

9.1.2 光在介质中的传播132

9.2 透光偏振光显微镜的构造和使用136

9.2.1 透光偏光显微镜的构造136

9.2.2 偏光显微镜的调节138

9.3 单偏光系统141

9.3.1 显微组织形貌的观察141

9.3.2 贝克线、糙面和突起143

9.3.3 多色性和吸收性148

9.4 正交偏光系统149

9.4.1 正交系统下偏光的干涉原理149

9.4.2 单色光的干涉150

9.4.3 白光(多色光)的干涉151

9.4.4 补色法则与补色器153

9.4.5 干涉色色谱表及干涉色级序的测定155

9.4.6 消光类型及消光角的测定157

9.4.7 延性符号的测定158

9.5 锥光系统(聚敛偏光系统)159

9.5.1 锥光系统的特点159

9.5.2 一轴晶的干涉图160

9.5.3 二轴晶的干涉图168

9.6 薄片试样的制备175

实验177

思考题180

第10章 油浸法测定透光材料的折射率183

10.1 油浸法的测定原理183

10.1.1 直照法184

10.1.2 斜照法185

10.2 浸油的配制187

10.2.1 浸油的配制187

10.2.2 浸油折射率的测定190

10.3 油浸法测定透光材料折射率的方法192

10.3.1 油浸薄片的制备192

10.3.2 测定方法192

10.4 半圆柱坐标鉴定系统193

实验196

思考题198

第11章 微分干涉衬度显微技术199

11.2 微分干涉衬度显微技术200

11.2.1 光路的组成200

11.1 干涉衬度的概念200

11.2.2 微分干涉衬度显微技术的光学原理201

11.3 微分干涉衬度装置及其使用204

11.3.1 渥拉斯顿棱镜204

11.3.2 诺曼斯基棱镜205

11.3.3 起偏振镜和检偏振镜206

11.3.4 灵敏色片207

11.4.1 无机物的观察208

11.4.2 有机物的观察208

11.4 微分干涉衬度技术在材料研究中的应用208

11.3.5 微分干涉衬度装置的调节和使用208

实验209

思考题210

第12章 各种硬度计的原理、构造及应用211

12.1 洛氏硬度测试法211

12.1.1 洛氏硬度的测量原理211

12.2 布氏硬度测试法214

12.2.1 布氏硬度的测量原理214

12.1.2 洛氏硬度计的构造214

12.2.2 布氏硬度的测试步骤216

12.2.3 布氏硬度的特点217

12.3 维氏硬度测试法218

12.3.1 维氏硬度的测量原理218

12.3.2 维氏硬度的测试219

12.4 显微硬度测试法220

12.4.1 显微硬度的测量原理220

12.4.2 显微硬度计的构造及其应用220

12.5 摩氏硬度224

12.4.3 影响显微硬度值的因素224

12.6 使用硬度计应注意的事项225

实验226

思考题226

第13章 金属的塑性变形与再结晶237

13.1 塑性变形的基本方式及其特征237

13.1.1 滑移237

13.1.2 孪生239

13.2.1 显微组织的变化241

13.2 塑性变形后金属组织与性能的变化241

13.2.2 性能的变化242

13.3 冷变形后金属加热时组织与性能的变化242

13.3.1 回复242

13.3.2 再结晶243

13.3.3 晶粒长大246

实验246

思考题247

第14章 二元合金的显微组织249

14.1 匀晶系相图及其合金的显微组织249

14.2 共晶系相图及典型合金的显微组织251

14.2.1 共晶合金251

14.2.2 亚共晶及过共晶合金252

14.3 包晶系相图及典型合金的显微组织254

实验256

思考题257

15.1 工业纯铁在退火状态下的显微组织259

第15章 铁碳合金的平衡组织259

15.2 碳钢在退火状态下的显微组织260

15.2.1 共析钢260

15.2.2 亚共析钢261

15.2.3 过共析钢262

15.3 白口铸铁的显微组织263

15.3.1 共晶白口铸铁263

15.3.2 亚共晶白口铸铁263

15.3.3 过共晶白口铸铁264

实验265

思考题265

第16章 工业用铸铁的显微组织及碳钢中常见的显微组织缺陷267

16.1 普通灰口铸铁268

16.2 孕育铸铁269

16.3 球墨铸铁270

16.4 蠕虫状石墨铸铁271

16.5 可锻铸铁273

16.6.2 魏氏组织274

16.6.1 带状组织274

16.6 碳钢中常见的显微缺陷274

16.6.3 表层脱碳275

实验277

思考题277

第17章 三元合金的显微组织278

17.1 三元合金相图278

17.1.1 成分表示法278

17.1.2 等温截面图与变温截面图278

17.1.3 等温线投影图279

17.2 Bi-Pb-Sn三元合金的液相面投影图及典型合金的结晶过程280

17.2.1 Bi-Pb-Sn三元合金的液相面投影图280

17.2.2 典型合金的结晶过程282

实验285

思考题285

18.1.1 粘土286

18.1.2 石英286

第18章 陶瓷材料的显微组织286

18.1 普通陶瓷原材料286

18.1.3 长石287

18.2 陶瓷材料的显微结构287

18.2.1 晶相287

18.2.2 玻璃相288

18.2.3 气相289

18.3 典型陶瓷材料的显微组织289

18.3.3 75氧化铝瓷290

18.3.4 透明氧化铝瓷290

18.3.2 日用陶瓷290

18.3.1 普通陶瓷290

18.3.5 电熔刚玉291

18.3.6 电熔锆刚玉292

18.3.7 锰锌铁氧体292

18.3.8 钛酸钡瓷293

实验294

思考题295

主要参考文献296