金属材料的结构分析是揭示材料性能、材料成分和工艺措施之间内在规律的重要手段和桥梁。化学成分、原子组装的结构和内部组织是决定金属材料性能的内在基本因素。当化学成分给定时，金属材料的一种性能对结构和组织的变化非常敏感。这些性能包括屈服强度、拉伸强度、断裂强度、硬度、韧性、伸长率、面积收缩率、滞弹性、蠕变和铁磁性。通过对组织结构的分析，可以指导生产实践和科学研究，从而充分发挥现有金属材料的潜力，创造新的金属材料。
在金相学中，显微组织是用肉眼或借助不同放大倍数的显微镜观察到的金属材料内部景象。金属结构包括晶粒的大小、形状和类型，以及各种晶粒之间的相对数量和分布。
常见钢结构：
在金属中，钢的使用最多，其结构也相对复杂。这里简单介绍一下常见钢材的结构：
1)奥氏体
碳和合金元素固溶在-Fe中，仍保持-Fe的面心立方结构。晶界是相对直的正多边形。
2)铁素体
碳和合金元素在-Fe中的固溶体。亚共析钢中缓慢冷却析出的先共析铁素体为等轴铁素体。
3)珠光体
共析反应形成的铁素体和渗碳体两相混合物可分为片状珠光体和粒状珠光体。片状珠光体根据片层间距不同可分为珠光体、索氏体和屈氏体。
4)贝氏体
奥氏体钢过冷至Bs至Ms温度区间的等温转变产物可分为上贝氏体、下贝氏体和粒状贝氏体。
5)马氏体
奥氏体化钢可分为片状马氏体和板条马氏体，它们是以大于vk的冷却速率快速冷却至Ms温度以下的转变产物。
6)渗碳体当铁碳合金的碳含量超过铁的溶解度时，多余的碳会以碳化物的形式存在于合金中，常见的碳化物称为渗碳体。
7)韦克斯勒组织
如果奥氏体粗大，冷却速度合适，先共析相可能以针状(片状)混入片状珠光体，称为魏氏组织。
8)利什曼原虫
奥氏体和渗碳体的共晶混合物以奥氏体颗粒的形式分布在渗碳体的基体中。
9)回火组织
淬火钢的室温组织为马氏体和残余奥氏体，为亚稳相。一旦加热，根据回火温度不同，可分为回火马氏体、回火屈氏体、回火索氏体和粒状珠光体。
组织分析的内容和方法：
金属显微组织分析检验的内容和手段主要分为低倍组织检验、宏观组织检验和电镜显微组织检验。
(1)宏观组织检查是指用肉眼或放大镜观察金属在垂直和水平截面上的组织，也称宏观组织检查。宏观分析是检查产品或半成品质量的一种方法。宏观结构检查常用的试验方法如下：
酸浸试验：可分为热酸浸(70~80)和冷酸浸。根据不同的金属材料使用不同的酸溶液。检验的主要内容是揭露金属材料中的气孔、偏析、气泡、白点和非金属夹杂物。
(2)塔身车削发际线的检查：规定尺寸的塔身试样在酸中热浸，显示出沿轧制方向不确定长度和深度的小裂纹。
(3)硫印迹试验：用浸在5%~10%硫酸水溶液中的相纸覆盖试样，呈现深棕色印迹，用于检验钢中硫的数量和分布。
断裂试验：是检验金属材料宏观缺陷的重要方法之一，可与酸浸试验配合使用，相辅相成。根据金属材料的种类和检验的要求，试样在检验前要经过不同的热处理方式，包括淬火断口、退火断口和调质断口，通常采用淬火断口。淬火断口上可发现白点、夹杂物、夹层和气孔等缺陷。比如轴承钢、工具钢用退火断口，可以检查晶粒的均匀性、细度，以显示碳析出、夹杂、缩孔等缺陷。调质断口仅用于少数钢材，断口形貌能在一定程度上反映钢材的力学性能。
(2)宏观检验，即显微组织检验，是用放大100-2000倍的显微镜观察和分析金属材料内部的一种检验方法。检验内容包括显微组织评定、非金属夹杂物、带状组织、碳化物不均匀性、碳化物的液相析出、脱碳层深度的测定、球状组织等级评定、网状组织等级评定和奥氏体晶粒度等级评定。
(3)电镜显微组织检验也称精细显微组织检验，是用放大几千倍至几十万倍的电子显微镜对金属材料内部进行观察和分析。此外，还有组织检查的方法，如X射线衍射测定金属和合金中各种相的晶体结构，电子探针分析组织微观区域的化学成分。
宏观检查在宏观范围内分析材料的化学和物理不均匀性；通过高倍放大和电子显微镜分析材料的微观精细结构，如晶粒、亚晶、位错和第二相粒子。只能在精细结构中发现的差异，有时会使宏观性质发生显著变化。
金属材料的显微组织复杂，不同的化学成分或偏析、加工工艺和热处理工艺对显微组织有很大的影响。因此，在分析金属材料的微观组织时，需要了解其成分、生产工艺和力学性能，结合对宏观和微观组织的观察，才能准确评价微观组织。
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标签：组织金属材料宏观