金相學是一門古老的學科，也是一門技術性很強的手藝。

    什么是金相學？

    金相學是研究金屬及其合金內部組織和結構的一門科學。所說的組織是指構成金屬或合金組成物的直觀形貌。所說的結構是指金屬或合金中原子排列的特征。然而，影響組織和結構變化的條件甚多，諸如溫度、加工變形、澆鑄情況及化學成分等。金相學就是研究金屬材料在這些變化過程中組織和結構的變化規律及其與性能之間的關系。它與金屬學有著密切聯系，可以說金相學是金屬學的一個分支。

    金相學的主要內容

    從分析技術來講，金相學包括宏觀組織分析、光學顯微鏡組織分析和電子顯微分析3類。

    宏觀分析

    用肉眼或在低倍（≤30倍）下觀察金屬的缺陷、斷口及粗大組織形貌等。優點是方法簡便，觀察區域大，可綜觀全貌。但人眼分辨率有限，不能洞察其細節。

    微觀分析

    指在較高倍數的光學顯微鏡下，觀察金屬材料的斷口及組織形態。光學顯微鏡用于金相分析已有一百多年的歷史，設備與方法都較成熟。在普通光學顯微鏡的基礎上，發展到高溫及低溫的金相裝置與觀察技術，以研究金屬材料在各種狀態下的組織形態，其最大分辨率≤0.2μm，使用倍數一般在2000倍以下。

    電子顯微鏡

    具有更高的分辨率和放大倍數，在金相學領域中被廣泛應用。隨著TEM、SEM的問世，在離子探針、激光探針等表面分析技術的配合下，金相分析技術發展到了一個新的階段。

    該技術可對金屬材料的斷口形貌、組織結構及微區化學成分等進行綜合分析與測定，因而對金屬材料及其制件的質量控制、失效分析、新材料與新工藝的研制等，發揮著十分重要的作用。

    其他

    金相學也是一門技術性很強的手藝。從金相試樣的選取、制備、觀察到金相圖片的攝取，這些都是金相學的主要內容。

    什么是奧氏體？

    奧氏體（A）是碳在γ-Fe中的固溶體，經硝酸酒精溶液腐蝕后，在光學顯微鏡下其組織為晶界清晰可見，晶粒大小不等的白黃色顆粒。

    在鋼的各種組織中，奧氏體比容最小。奧氏體很軟，硬度和強度都較低，但具有很好的沖擊韌性，延伸率達20%~25%；無鐵磁性而富有延展性。

    什么是鐵素體？

    鐵素體（F）是碳在α-Fe中的固溶體，在光學顯微鏡下的組織形態，如下圖所示：

    鐵素體性質軟，強度低，在768℃以下有鐵磁性。硬度80~120HB，抗拉強度245~294 MPa，延伸率30%~50%，斷面收縮率85%。

    什么是滲碳體？

    滲碳體是指鐵與碳所形成的化合物（Fe3C）。滲碳體具有復雜的正交晶格，含碳量為6.69%，硬度高而脆性大（70~75 HRC），塑性幾乎等于零。在一定條件下它可分解為鐵和石墨。

    含碳量、冷卻條件和熱處理操作等因素都會對滲碳體的形態及分布有很大的影響，滲碳體可以是球狀、塊狀和片狀，也可以呈網狀分布在晶界上。

    什么是珠光體？

    珠光體（P），亦稱共析體。它是鐵素體與滲碳體的機械混合物，是在高溫奧氏體冷卻至Ar1時發生共析反應后的產物，其含碳量為0.77%。珠光體中的滲碳體以片狀分布時，稱為片狀珠光體；以顆粒狀分布時，稱為球狀珠光體。片狀珠光體在光學顯微鏡下的組織形態如下：

    片狀珠光體的σb為804~863MPa，HB為190~255，δ為11%~20%；球狀珠光體的σb為618MPa，HB為160~190，δ為120%~25%

    什么是馬氏體？

    馬氏體（M）是碳在α-Fe中的過飽和固溶體。它是在大于臨界過冷速度的過冷速度下將高溫奧氏體過冷到MS點以下時，通過馬氏體轉變機制形成的。在金相組織中，它的比容最大，組織很不穩定。

片狀馬氏體