《金相实验技术》是金属材料与热处理专业使用的教材之一，是专业基础实验的基本方法，也是金属材料研究和工业检验常用的方法。

本书主要介绍了金相显微镜的光学原理、普通光学金相显微镜、偏振光显微镜、干涉显微镜等内容。

编写本书时，考虑到金属学实验的需要，也考虑到专业学生结业和研究工作的需要，把一些特殊的新方法编入书中。实验用材料和设备尽量结合国内的产品加以说明。

本书主要介绍了金相显微镜的光学原理、普通光学金相显微镜、偏振光显微镜、干涉显微镜、相衬金相显微镜、金相试样的截取与镶嵌、金相试样的磨光与抛光、金相试样显微组织的显示、金相显微摄影与图像分析技术、金属材料的组织分析、定量金相、钢中非金属夹杂物的金相分析、显微硬度在金相研究中的应用和金属材料近代分析方法简介等内容。

本书通用性强，适合作为材料类专业相关实验课的参考教材，泡可供相关工程技术人员参考。

1 金相显微镜的光学原理

 1.1 几何光学的基本原理

1.1.1 几何光学基本定律

1.1.2 光的全反射

1.1.3 光的折射、反射及全反射在光学金相显微镜中的应用

 1.2 透镜成像原理

1.2.1 透镜类型

1.2.2 透镜成像的规律

1.2.3 透镜成像的像差

 1.3 显微镜的成像

1.3.1 显微镜的放大原理

1.3.2 阿贝成像原理

2 普通光学金相显微镜

 2.1 显微镜的光学系统

2.1.1 物镜

2.1.2 目镜

 2.2 照明系统

2.2.1 光源及其装置

2.2.2 光源的使用方法

2.2.3 垂直照明器与光路行程

2.2.4 光路系统其他主要附件及作用

 2.3 机械系统

 2.4 显微镜的操作与维护

 2.5 各类金相显微镜

2.5.1 台式金相显微镜

2.5.2 立式金相显微镜

2.5.3 卧式金相显微镜

3 偏振光显微镜

 3.1 偏振光的基本知识

3.1.1 偏振光的获得

3.1.2 偏振光的干涉现象

3.1.3 偏振状态的鉴别

 3.2 偏振光显微镜的结构特点

3.2.1 金相显微镜的偏光装置

3.2.2 偏光装置的调整

 3.3 偏振光显微镜的工作原理

3.3.1 偏振光在金属磨面上的反射

3.3.2 偏振光透过各向异性晶体后的反射

3.3.3 偏振光下透明物相的特殊光学效应

 3.4 偏振光显微镜在金相分析中的应用

3.4.1 组织与晶粒的显示

3.4.2 多相合金的相分析

3.4.3 非金属夹杂物的鉴别

3.4.4 范性变形、择优取向及晶粒位向的测定

4 干涉显微镜

 4.1 干涉理论概述

4.1.1 等厚干涉

4.1.2 多光束干涉

 4.2 干涉显微镜

4.2.1 双光束干涉显微镜

4.2.2 多光束干涉显微镜

 4.3 干涉显微镜在金相分析中的应用

5 相衬金相显微镜

 5.1 相衬显微分析的基本原理及其在金相分析中的应用

5.1.1 相衬方法的基本原理

5.1.2 相衬显微镜的光学结构

5.1.3 相衬装置

5.1.4 相衬金相显微镜的应用

 5.2 偏光干涉衬度装置

5.2.1 干涉衬度的概念

5.2.2 偏光干涉衬度(DIC)装置

5.2.3 偏光干涉衬度像

5.2.4 应用例举

6 金相试样的截取与镶嵌

 6.1 金相试样的截取

6.1.1 金相试样截取部位的选择

6.1.2 金相试样截取的方法

6.1.3 金相试样磨面的磨平

 6.2 金相试样的镶嵌

6.2.1 塑料镶嵌法

6.2.2 机械夹持法

7 金相试样的磨光与抛光

 7.1 磨光与抛光所用的磨料

 7.2 金相试样的磨光

7.2.1 试样磨光用砂纸

7.2.2 磨光操作

 7.3 金相试样的抛光

7.3.1 机械抛光

7.3.2 电解抛光

7.3.3 化学抛光

7.3.4 显微研磨

7.3.5 抛光方法的评价

 7.4 金相试样制备过程的清洁问题

 7.5 各种金属材料金相试样的制备

7.5.1 有色金属材料金相试样的制备

7.5.2 硬质合金试样的制备

7.5.3 复合材料金相试样的制备

7.5.4 铸铁金相试样的制备

7.5.5 脆性材料金相试样的制备

8 金相试样显微组织的显示

 8.1 常规显示组织的方法

8.1.1 化学浸蚀

8.1.2 电解浸蚀

 8.2 特殊显示组织的方法

8.2.1 阴极真空浸蚀

8.2.2 恒电位浸蚀

8.2.3 薄膜干涉显示组织

9 金相显微摄影及图像分析

 9.1 金相显微摄影

9.1.1 显微摄影的成像原理

9.1.2 照相显微镜

9.1.3 数码照相系统

9.1.4 显微摄影的技术要点

 9.2 数码显微摄影与图像分析

9.2.1 图像获取

9.2.2 图像净化

9.2.3 测量

9.2.4 叠加

9.2.5 二进制运算

9.2.6 视场测量

9.2.7 ImageTool图像分析软件

10 金属材料的组织分析

 10.1 前言

10.1.1 组织

10.1.2 组织的分析研究

10.1.3 影响组织变化的条件

 10.2 单相多晶体等轴晶粒组织

 10.3 金属材料的铸态组织

10.3.1 铸锭的宏观组织

10.3.2 固溶体组织

10.3.3 具有共晶转变的组织

10.3.4 具有包晶转变的组织

10.3.5 具有偏晶转变的组织

 10.4 冷形变和再结晶后组织

10.4.1 冷加工形变后的组织

10.4.2 再结晶后的组织

 10.5 热加工形变后的组织

 10.6 固态相变后的显微组织

10.6.1 碳钢退火后的组织

10.6.2 碳钢的魏氏体组织

10.6.3 碳钢的马氏体组织

10.6.4 脱溶分解的组织

 10.7 铸件的组织

10.7.1 铸铁的类型

10.7.2 石墨化过程

10.7.3 铸铁的组织

11 定量金相

 11.1 概述

 11.2 定量金相用的符号

 11.3 定量测量基本原理

 11.4 定量测量的基本方法

11.4.1 Pu的测量

11.4.2 PT的测量

11.4.3 PA的测量

11.4.4 NL的测量

11.4.5 NA的测量

11.4.6 LL的测量

11.4.7 AA的测量

 11.5 测量误差

 11.6 描述组织的特征参数与定量

11.6.1 晶粒大小

11.6.2 分散分布的第二相粒子

11.6.3 片层状组织

11.6.4 界面曲率

11.6.5 有向组织参数

 11.7 定量金相应用例举

11.7.1 钢中夹杂物纯净度的测量

11.7.2 测量晶粒平均长大速度G

11.7.3 测量新相的形核率J7V

 11.8 应用图像分析仪进行定量分析

12 钢中非金属夹杂物的金相分析

 12.1 钢中非金属夹杂物的分类

12.1.1 夹杂物的来源

12.1.2 夹杂物的分类

 12.2 钢中非金属夹杂物的鉴定方法

 12.3 钢中非金属夹杂物的金相鉴定

12.3.1 非金属夹杂物在显微镜下的主要特征

12.3.2 金相法鉴定夹杂物(定性)的程序

12.3.3 非金属夹杂物的定量测定

13 显微硬度在金相研究中的应用

 13.1 显微硬度测试原理

13.1.1 压头类型

13.1.2 显微硬度值

13.1.3 显微硬度测试要点

13.1.4 显微硬度值的比较标准

 13.2 常用显微硬度计

13.2.1 LEICA VMHT 30型显微硬度计

13.2.2 国产显微硬度计

 13.3 显微硬度在金相研究中的应用

14 金属材料现代研究方法简介

 14.1 扫描电子显微镜(SEM)

14.1.1 扫描电镜的基本构造

14.1.2 扫描电镜的基本成像原理

14.1.3 扫描电镜在材料科学中的应用

 14.2 能量散射谱仪(EDS)

14.2.1 能谱仪的基本构造

14.2.2 能谱仪工作的基本原理

14.2.3 能谱仪的应用

 14.3 电子背散射衍射仪(EBSD)

14.3.1 电子背散射衍射仪的基本构造

14.3.2 EBSD系统的基本原理

14.3.3 EBSD技术在材料科学中的应用

 14.4 透射电子显微镜(TEM)

14.4.1 透射电镜的基本构造

14.4.2 透射电镜的基本原理

14.4.3 透射电镜在材料科学中的应用

 14.5 扫描隧道显微镜(STM)

14.5.1 扫描隧道显微镜的仪器结构及工作原理简介

14.5.2 材料研究中的扫描隧道显微分析

14.5.3 扫描隧道显微镜的应用前景

 14.6 表面分析技术

14.6.1 设备的基本构成

14.6.2 电子能谱仪的工作原理

14.6.3 电子能谱在材料科学中的应用

附录

 附录1 抛光试剂

 附录2 浸蚀试剂

 附录3 基本实验所用相图

 附录4 基本实验用金相图谱

 附录5 夹杂物的鉴定

 附录6 显微硬度

参考文献