金相学是一门古老的学科，也是一门技术性很强的手艺。

    什么是金相学？

    金相学是研究金属及其合金内部组织和结构的一门科学。所说的组织是指构成金属或合金组成物的直观形貌。所说的结构是指金属或合金中原子排列的特征。然而，影响组织和结构变化的条件甚多，诸如温度、加工变形、浇铸情况及化学成分等。金相学就是研究金属材料在这些变化过程中组织和结构的变化规律及其与性能之间的关系。它与金属学有着密切联系，可以说金相学是金属学的一个分支。

    金相学的主要内容

    从分析技术来讲，金相学包括宏观组织分析、光学显微镜组织分析和电子显微分析3类。

    宏观分析

    用肉眼或在低倍（≤30倍）下观察金属的缺陷、断口及粗大组织形貌等。优点是方法简便，观察区域大，可综观全貌。但人眼分辨率有限，不能洞察其细节。

    微观分析

    指在较高倍数的光学显微镜下，观察金属材料的断口及组织形态。光学显微镜用于金相分析已有一百多年的历史，设备与方法都较成熟。在普通光学显微镜的基础上，发展到高温及低温的金相装置与观察技术，以研究金属材料在各种状态下的组织形态，其最大分辨率≤0.2μm，使用倍数一般在2000倍以下。

    电子显微镜

    具有更高的分辨率和放大倍数，在金相学领域中被广泛应用。随着TEM、SEM的问世，在离子探针、激光探针等表面分析技术的配合下，金相分析技术发展到了一个新的阶段。

    该技术可对金属材料的断口形貌、组织结构及微区化学成分等进行综合分析与测定，因而对金属材料及其制件的质量控制、失效分析、新材料与新工艺的研制等，发挥着十分重要的作用。

    其他

    金相学也是一门技术性很强的手艺。从金相试样的选取、制备、观察到金相图片的摄取，这些都是金相学的主要内容。

    什么是奥氏体？

    奥氏体（A）是碳在γ-Fe中的固溶体，经硝酸酒精溶液腐蚀后，在光学显微镜下其组织为晶界清晰可见，晶粒大小不等的白黄色颗粒。

    在钢的各种组织中，奥氏体比容最小。奥氏体很软，硬度和强度都较低，但具有很好的冲击韧性，延伸率达20%~25%；无铁磁性而富有延展性。

    什么是铁素体？

    铁素体（F）是碳在α-Fe中的固溶体，在光学显微镜下的组织形态，如下图所示：

    铁素体性质软，强度低，在768℃以下有铁磁性。硬度80~120HB，抗拉强度245~294 MPa，延伸率30%~50%，断面收缩率85%。

    什么是渗碳体？

    渗碳体是指铁与碳所形成的化合物（Fe3C）。渗碳体具有复杂的正交晶格，含碳量为6.69%，硬度高而脆性大（70~75 HRC），塑性几乎等于零。在一定条件下它可分解为铁和石墨。

    含碳量、冷却条件和热处理操作等因素都会对渗碳体的形态及分布有很大的影响，渗碳体可以是球状、块状和片状，也可以呈网状分布在晶界上。

    什么是珠光体？

    珠光体（P），亦称共析体。它是铁素体与渗碳体的机械混合物，是在高温奥氏体冷却至Ar1时发生共析反应后的产物，其含碳量为0.77%。珠光体中的渗碳体以片状分布时，称为片状珠光体；以颗粒状分布时，称为球状珠光体。片状珠光体在光学显微镜下的组织形态如下：

    片状珠光体的σb为804~863MPa，HB为190~255，δ为11%~20%；球状珠光体的σb为618MPa，HB为160~190，δ为120%~25%

    什么是马氏体？

    马氏体（M）是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。它是在大于临界过冷速度的过冷速度下将高温奥氏体过冷到MS点以下时，通过马氏体转变机制形成的。在金相组织中，它的比容最大，组织很不稳定。

片状马氏体