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绪论1

第1章 材料的组成与分析5

1.1 纯金属的结构5

1.1.1 晶体5

1.1.2 常见的晶格类型5

1.1.3 纯金属的实际晶体结构6

1.2 合金的结构7

1.2.1 合金的晶体结构7

1.2.2 合金的相结构7

1.2.3 金属间化合物的性质和应用15

1.3 合金元素的作用15

1.3.1 合金元素的存在形式16

1.3.2 合金元素对钢组成相的影响17

1.3.3 合金元素对材料工艺性能的影响18

1.3.4 合金元素对材料力学性能的影响20

1.3.5 合金元素对材料物理性能的影响24

1.3.6 合金元素对材料化学性能的影响24

1.3.7 合金元素对管线钢性能的影响25

1.4 材料成分的光谱分析27

1.4.1 原子吸收光谱法27

1.4.2 气体分析法27

1.5 材料成分的化学分析29

1.5.1 钢铁中硫含量的测定29

1.5.2 钢铁中磷含量的测定31

第2章 材料的显微组织与分析32

2.1 材料组织形态及分布32

2.1.1 组织形态的获取方法32

2.1.2 钢中典型的组织形态35

2.2 材料组织与性能的关系39

2.2.1 材料力学性能与组织的关系40

2.2.2 材料组织对性能的影响40

2.2.3 材料力学性能的估算44

2.3 材料组织及结构的鉴别44

2.3.1 宏观组织和结构的鉴定45

2.3.2 微观组织和结构的鉴定46

2.4 钢中夹杂物的分析52

2.4.1 非金属夹杂物的分类52

2.4.2 非金属夹杂物的鉴定55

2.4.3 非金属夹杂物对钢力学性能的影响58

第3章 材料的力学性能分析与检测60

3.1 材料拉伸性能的分析与检测60

3.1.1 拉伸试验的意义和用途60

3.1.2 金属材料的拉伸变形60

3.1.3 常用拉伸设备类型及试样制备61

3.1.4 金属材料常规力学性能指标的测定62

3.2 材料硬度的分析与检测65

3.2.1 布氏硬度的测量65

3.2.2 洛氏硬度66

3.2.3 维氏硬度68

3.2.4 其他硬度69

3.3 材料磨损性能的分析与检测70

3.3.1 金属零件的磨损70

3.3.2 磨损试验机72

3.3.3 磨损参量的测量73

3.4 材料冲击韧性的分析与检测75

3.4.1 材料的冲击韧性75

3.4.2 材料的韧脆转变76

3.5 材料断裂韧性的分析与检测77

3.5.1 材料断裂韧性的用途与重要性77

3.5.2 断裂韧性理论78

3.5.3 断裂韧度K IC的测定78

3.5.4 裂纹张开位移（COD）的原理和方法80

3.5.5 断裂韧性J IC的原理和方法83

3.6 金属的疲劳测试与分析84

3.6.1 金属的疲劳84

3.6.2 疲劳指标86

3.6.3 疲劳性能的测试89

3.7 材料高温力学性能的分析与检测90

3.7.1 金属的高温力学行为90

3.7.2 材料的高温力学性能指标92

3.7.3 材料高温力学性能指标的测定92

第4章 材料的物理性能与检测96

4.1 热学性能与检测96

4.1.1 材料比热容的检测97

4.1.2 材料热膨胀性能的检测101

4.1.3 材料热传导性能的检测104

4.1.4 材料热稳定性能的检测107

4.2 材料的光学性能及其检测109

4.2.1 材料反射率与折射率的检测110

4.2.2 材料对光的吸收的检测113

4.3 材料的电学性能及其分析与检测117

4.3.1 材料电导率和电阻率测试的目的和意义117

4.3.2 材料的介电特性及其检测122

4.4 材料的磁性能分析与检测124

4.4.1 磁场测量125

4.4.2 磁化强度与磁化率的测量128

4.4.3 磁化曲线或磁滞回线的测量129

4.4.4 居里温度的测量133

4.4.5 磁致伸缩系数的测量134

4.4.6 其他磁参数的测试137

第5章 材料的腐蚀性能与分析141

5.1 腐蚀的性质141

5.1.1 热力学性质141

5.1.2 腐蚀动力学性质143

5.2 腐蚀指标144

5.2.1 均匀腐蚀指标144

5.2.2 不均匀腐蚀指标145

5.3 腐蚀速率测试147

5.3.1 重量法测定金属的腐蚀速率147

5.3.2 线性极化法测试材料的腐蚀速率148

5.3.3 暂态测试方法151

5.3.4 交流阻抗技术152

5.4 孔蚀测试152

5.4.1 化学浸泡法153

5.4.2 电化学测量法153

5.5 环境促进破裂测试155

5.5.1 环境促进破裂的形式155

5.5.2 环境促进破裂的测试156

第6章 无损检测技术161

6.1 无损检测概述161

6.2 超声波检测162

6.2.1 超声检测的基础知识162

6.2.2 超声波在介质中的传播特性167

6.2.3 超声检测的原理168

6.2.4 超声检测的设备及器材172

6.2.5 超声检测的用途174

6.3 射线检测174

6.3.1 射线检测的基础知识175

6.3.2 射线检测的工作原理177

6.3.3 射线检测设备及器材178

6.3.4 射线检测法的特点180

6.4 磁粉检测180

6.4.1 磁粉检测的基础知识181

6.4.2 磁粉检测的工作原理182

6.4.3 磁粉检测设备和器材184

6.4.4 磁粉检测的应用185

6.5 渗透检测187

6.5.1 渗透检测的基础知识188

6.5.2 渗透检测的设备及器材190

6.5.3 渗透检测工作原理191

6.5.4 渗透检测的应用193

6.6 涡流检测195

6.6.1 涡流检测的基础知识195

6.6.2 涡流检测的设备及器材196

6.6.3 涡流检测的工作原理197

6.6.4 涡流检测的应用199

参考文献201