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金相分析技術是廣泛用于金屬材料研究和檢驗的物理檢驗方法。金相分析的目的，一可以鑒定成品金屬材料和機器零件的內在質量是否符合有關標準和技術條件，判斷產品是否合格；二可以鑒定各種缺陷的分布狀況和性質，分析研究產生缺陷的原因和各種工藝因素對產品質量的影響，為改進工藝質量和各種試驗研究提供數據。因此，金相分析廣泛應用于軍工、冶金、鐵道、船舶、鍋爐、機電及儀表領域，是保證產品質量不可缺失的重要手段。

中國企業經過新一輪的產業調整，裝備能力提高了、產業規模擴大了，已成為世界上的制造業大國。一方面，隨著質量體系的完成，企業需要做金相檢測及分析的產品越來越多，試驗項目越來越復雜，工作環境好了，好些企業都已經配備了掃描電鏡和透射電鏡，成了展示質量水準的窗口。另一方面，許多企業關注品牌、市場份額和國際化等問題，一味追求高速發展，往往忽視了質量工作，尤其內在質量，質量工作常常處于“頭痛醫頭、腳痛醫腳”式的被動局面，金相工作則是應付當前需要為主，人員也是盡可能的精簡，更可怕的是金相行業這些年遠離了領導的支持，處于自生自滅的狀態。

隨著20世紀60年代畢業的金相技術人員退休，各企業中現在的金相中堅力量的大多為80年代畢業生，那時的大學畢業生屬于國家干部，技術人員和領導工資待遇差不多，工作穩定。金相被大家都稱為“內科醫生”，是知其所以然的學科，穿白大褂，很神秘的，人的挑選也十分嚴格，能干金相還真很自豪的，就這樣一路干了上來，然而到今天這批人漸已老去，已經差不多“奔五”了。到了90年代，企業部門職能的分量發生了很大的改變，重要程度依次是營銷、財務、生產、技術，最后才是質量。管理層待遇也大大高于技術層，一個部門的領導，工資可以是工程師的數倍。結果企業內造成大家紛紛爭取當領導，或者搞采購與搞銷售什么的，技術人員則被認為是沒出息的人，而金相又屬于專業性很強的那種，盡管重要，但畢竟一質檢工作，又得罪人，因此大多數的人不會選擇金相這行當，即便從事金相的人也感到前途渺茫，很難堅持下去，往其他方向發展了。

很多企業由于金相人員的調離或退休，年輕人頂不上來，質量控制不住，不得不返聘退休者。目前為了適應企業對金相檢驗的需求，社會上辦了很多拿資格證的培訓班，但是，培訓的都是金相檢驗人員而已，不具備質量分析和追溯能力。近年來，許多企業試行了“首席（或主任）工程師制”，以提高技術人員的待遇。然而首席工程師制的評定標準，以貢獻為主，不與職稱掛鉤，不論資排輩，也跟任命制差不多。金相盡管責任重大、專業性極強，但不直接產生效益，作用隱形，定崗在輔助崗位，遠不如其他設計、工藝人員，甚至不如主管設備的技術人員，評定時最多也就給一副首席工程師而已。按照目前的普遍情況，金相人才危機還有日漸加重之虞。金相難度高，人才的成長速度慢，一般五、六年熟悉，十年才能精通，如果不加緊進行金相技能型人才的培養，沒有新鮮血液注入補充，人才斷層在所難免，勢必成為制約各行業發展的瓶頸。

鋼材市場混亂、質量欠佳且極不穩定，導致質量難以控制，以致原材料質量無法保證。再有，材料代用的問題，以鍛件為例，由于鍛造市場競爭太過激烈，而鍛造材料成本占了鍛件成本的60～70%，有時如果不用鋼錠替代鋼坯、或連鑄坯替代鎮靜鋼，則可能連成本都不夠，更無法盈利了。

當企業生產經營和質量發生矛盾時，往往犧牲質量。金相工作既屈從于權力，也屈從于市場商機，尤其是在企業效益不好時。金相的作用大都只停留在最后的質量把關上，其對熱加工制造引領以及質量分析的職能則基本沒發揮。

20世紀60年代，還真有“金相與熱處理”這個專業，而80年代，隨著材料科學的飛速發展，專業作了相應調整，成了“金屬材料及熱處理專業”。到了1996年“金屬材料及熱處理專業”全面停止招生，進入“機械設計與制造”或“材料科學與工程”學科。有的原設有“金屬材料及熱處理專業”的高校將“金屬材料及熱處理”和“鑄造”、 “鍛壓”和“焊接”等專業與“機械制造”等冷熱加工專業合并為“機械工程”專業；有的則將“金屬材料及熱處理”和“鑄造”、“鍛壓”和“焊接”等專業統一為“材料成型與控制工程”專業，而“材料成型與控制工程”專業當時多以 “模具設計與制造”為方向，以適應彼時制造業發展的需要。2004年將“金屬材料及熱處理”、“無機非金屬材料”、“高分子材料”和“表面工程”合并成“材料科學與工程專業”。“金屬材料及熱處理專業”成了“材料科學與工程專業（金屬方向）”。

所有教師都在申請國家項目、做前沿研究，純粹的理論研究，發表高水平論文。教師學歷結構從博士、博士后，到海歸博士、博士后，越來越高，幾乎所有的教授都有國外的研究經歷，有工程經歷的教師反而稀缺。教學內容越來越偏向于純理論和科學性研究教育，無法未雨綢繆地對學生提前進行專業實踐環節初步訓練，以及動手能力、設計能力和創造能力培養，使學生能夠今后短時間來適應實踐工作的需要、以及應付將來各種工作的發展和需要的能力越來越弱。

大多企業怕影響生產，怕出安全事故，不愿意接收學生實習，即便學生到了車間，也是走馬觀花，遠遠地看著工人生產，無法深入一線班組，與工人同吃同住勞動，教師也無法針對具體生產工藝作深入細致講解，以至學生對大工業生產缺少感覺，對生產流程及工藝缺少深入了解。

由于缺少正確指引，很多學生在學校的時候不知道金相分析及金相檢驗是做什么的，有什么用，直到工作后才感覺金相檢驗是挺重要的，真后悔在校沒有好好學。現在各高校，也意識到了這問題的嚴重性，采取了走出去請進來的辦法，規定新教師必須下基層1～2年，培養教師理論與實際結合的能力；同時，請生產實際中摸爬滾打出來的行家為客座教師給學生講課，力爭把學生培養成具有工程素養和工程思維的應用型人才和工程人才。

圖書市場上，缺少一冊工作必備，案頭留置、簡便易行、具有鮮明指導性的培訓手冊。當前介紹金相書籍本來就不多，太科普的往往涉及的面很窄、內容很淺，專著又過于艱深龐雜。就鋼鐵材料而言，國內國外的牌號就有二三萬種，分類上可以按質量分類、也按用途分類和按組織分類。不同成分出現不同的相，不同加工方式（鑄、鍛、焊、熱處理）又有不同的相。對初學者而言，翻開鋼鐵圖譜，洋洋數千頁，云山霧罩的，頭都大了，用圖譜再和實際金相形貌進行比照，經常就靠不上譜!因此，缺乏能夠給初學者馬上上手，邊學邊干的實用技術指導書。這本書最好不按照傳統的做法先講金屬學、熱處理原理與工藝、物理化學、金屬力學性能，而是以問題為中心，分門別類地介紹各種常見金相缺陷的特征、檢驗步驟、而且給出簡單有效診斷方法和施治方法，使學習者遇到問題有依靠，能按圖索驥解決生產中的實際問題。

企業高層次金相人員大都產生在國有大中型骨干企業，尤其是部屬大企業。這些國有大中型企業容易分配到較多優秀畢業生，文化與技術傳承好，質量保證體系嚴格，工作規范、嚴謹，設備、科研條件都居于中上水平，與同行交流的機會較多，又有時間和物質上的保證，如果是一個有心人，很容易成為領域內的頂級人才。近年來，企業每年想方設法新招來的學生，兩年內至少走掉一半。再有幾年，又有一部分零星地又以考研、調動等形式離去。造成企業對人才培養計劃無法實施。另外，金相分析人員數量要求不多，一個1000～4000人的企業2～4人就夠了，因此人力資源部門對金相工作人員的培養不象對設計、加工、鑄造、鍛造、焊接及熱處理技術隊伍的培養那樣關注，缺乏金相人員合理年齡配備和技術傳承的長期規劃和安排。

對民營企業而言，很少會有一個老板愿意花錢雇一個只做金相的，還要兼做拉伸、沖擊、化學分析并無損檢測試驗，超飽和的工作量，使得金相人員疲于應付，難得有時間去學習和提高。另外，國內的外企只是跨國公司的一個分支機構而已，其設計、研發的核心部分都不在中國，金相人才基本上從大型國企挖來。

在企業，把金相定位在檢驗工序、將高層次金相人員當檢驗工用的現象非常普遍。強調一專多能，按工作量考核，一天制了多少樣，檢測了多少樣品，類似醫院的化驗員，泥鰍黃鱔一樣齊，完全不理會技術水平的高低。其實金相這個行業是分兩塊的，其中一塊是普通工人的崗位，也就是金相制樣工，職責包括制樣及一般的金相檢驗；另一塊是技術人員的崗位，即金屬材料工程師，職責是疑難樣品的制樣檢驗和分析。金相的難點不是樣品的制備和觀察，而是對你所觀察到的組織形態、缺陷的原因分析，以及對材質的性能的影響程度等等，同樣一個樣，水平不同觀察到的信息量是不一樣的，得到的結果也是不一樣的。

金相行業入門一直都采用師徒式教育，手把手，點滴入手，隨時隨地具體、細致演示指導。遇到典型案例結合實際講解知識，力求盡快熟悉掌握，同時放手讓受訓者處理一些具體問題，學一點就能用一點，將科學知識漸漸應用到實踐的具體化過程，同時也加強其職責感。然而，現在師徒關系非常松散和微妙：一是企業生存太現實了，教會徒弟餓死師傅；二是一些年輕人對金相沒興趣，學習熱情不高；三是一些年輕人對老師不太尊重；四就是極少數人年輕人看領導眼色搞檢驗、下結論，因此很多老師都在關鍵地方留一手。許多年輕人干金相數年，磨樣無數，越磨越迷茫。老一輩金相人員的經驗和技術沒有很好傳遞給下一代。而新一代的金相人員又要花費時間自己在實踐中重新摸索來提高，十分遺憾。

性能受控于成分、內部顯微組織、雜質和缺陷、表面組織及應力狀態等，其中主要是成分和組織。成分和組織在很大程度上控制著所有組織敏感性能。合金設計中首先要做組織設計，選擇滿足性能要求的組織結構。控制組織結構的第一個因素就是化學成分。化學成分通過相變等方式控制組織中的相、體積分數和形態，如馬氏體形態、貝氏體形態等首先受控于碳的含量。低碳鋼淬火后得到板條狀馬氏體，而高碳鋼淬火后得到針狀馬氏體。

一方面是對冶金、機械成品或半成品進行質量檢驗和把關，按國家和企業技術有關標準；正確進行組織辨識，評級，得出產品是否合格的結論。不僅有組織識別還有評定，既有定性還有定量、半定量的檢測。金相檢驗的內容歸納起來有以下幾項：①材料基體相的組織結構及其缺陷；②顯微組織的取向和狀態的非均勻性，如帶狀、分布不均、晶粒度等；③第二相的類型、結構、組成、數量、形態、尺寸和分布。

必須對概念要有正確的認識，否則會導致分析的錯誤、以及解決問題方法的錯誤。例如縮松和疏松這兩個概念是不同的，前者是分散的縮孔，和凝固方式有關、后者是金屬基體被分割，從而密度降低的現象。碳當量過低會造成縮松而不會造成疏松，而碳當量過高則可能造成疏松而不會造成縮松。如果把縮松和疏松混為一談，則可能引起錯誤的判斷。同樣理解關于鍛造折疊和鍛造裂紋的概念和試驗分別。

從宏觀低倍試驗、到光學顯微鏡試驗、再到電子顯微鏡高倍分析試驗，以及能譜、俄歇等分析。金屬和合金的內部構造，按其研究范疇由微觀到宏觀，可分為：原子結構，晶體結構，顯微組織和宏觀組織。原子結構是指組成元素的原子是由那些更為微細的質點組成的，而這些質點又是怎樣分布在原子內部的，晶體結構是指原子按什么方式結合在一起，以及原子在金屬和合金內部排列成那些樣式；顯微組織又稱高倍組織，是指金屬或合金在放大率為30～1000倍顯微鏡下觀察，各種晶體的不同形狀、大小、數量，以及它們之間的分布狀態；宏觀組織又稱低倍組織，是指用肉眼或在不大于10倍放大鏡下，觀察金屬和合金磨面或斷口上晶體的特征。因此要正確反映這些顯微組織結構及缺陷，就必須采取適當的金相分析方法，研究金屬相的變化及形成。金屬相是金屬組織的組成者，相的變化標志著金屬性能的變化。研究金屬的相變，也就是研究相的形成、變化以及它和合金成分、組織、性能之間的關系和相互影響的規律。

金屬材料的組織結構及性能，除了與其本身的化學成分及夾雜物等有關外，并且受其鑄造及加工工藝所影響，包括外部條件（溫度變化、加工變形、澆注條件等）和內部因素（化學成分）。只有結合生產實踐，了解金屬和合金的結構組織以及它們變化的基本規律，才能切實控制和改善金屬或合金的性能，才能正確對金屬和合金進行加工處理，在發生產品質量事故時，快速發現并定位問題，查找在什么工藝環節上出了問題。

②塑性成形時形成的缺陷：如軋制或鍛造后材料或工件的表面上的折疊；鍛打時溫度過高能使工件發生過燒或脫碳的缺陷；或鍛打時溫度過低，壓力過大亦可能使工件發生鍛裂；顯微觀察時的“魏氏組織”，以及“白點”等。

如同刑偵破案根據犯罪現場及痕跡分析回推犯罪過程一樣，金相分析也是通過組織觀察回推金屬的變化經過的。產生缺陷的原因和產生缺陷的結果之間，存在著因果關系，看到結果，就可以分析產生缺陷的原因了。比如鑄造：根據鑄造組織回推冶金凝固結晶、縮孔、氣泡的形成過程；鍛造或軋制：根據塑性變形時金屬的流動、組織形態的變化、夾雜的重新分布，判斷折疊和裂紋的形成過程；熱處理則通過相變組織變化及體積變化判斷裂紋的形成過程。這樣可以反過來從金相分析得出的組織結論又可指導熱加工工藝的改進（如熱處理加熱溫度和控溫時間等）。逆向思維的關鍵一是熟悉產品的熱加工工藝流程，二是多跑生產車間了解操作過程，三是熟悉各種缺陷的特征，四是精通相變理論和各種缺陷的形成機理。看得多了，做得多了，也就能由組織反推到工藝了。

看到平面的能夠想到立體的，金相顯微鏡下測出各種的參數（面積百分數、平均尺寸、平均間距、長寬比等）都是平面的，需要根據這些參數來確定特征物的三維空間形態、數量、大小及分布，并與材料的力學性能建立內在聯系，為更科學地評價材料、合理地使用材料提供可靠的數據。

1）必須有堅實的理論作為支撐。精通金屬固態相變、熱處理原理及工藝、金屬凝固原理和塑性變形原理，從定義上講各種組織的含義及區別，在什么狀態下會存在什么組織、以及組織演變、混成，以及各種缺陷的形成機理。金相人員需要根據所在企業的產品類別，有針對性的深入。例如冶金廠著重于煉鐵、煉鋼、有色金屬熔煉、鑄錠凝固、軋制或擠壓成型，鑄錠結構及缺陷分析；鑄造廠著重于鑄造熔煉、鑄造設計和造型、澆注，鑄鐵鑄鋼的組織結構及缺陷分析；鍛造廠著重于鍛造工藝、鍛造缺陷分析；鍋爐廠著重于焊接結構和焊接冶金及焊接缺陷分析。切忌“一把榔頭敲所有的釘子”，用相變理論詮釋所有缺陷。

③做好數據的收集工作，包括廢品統計，主要包括零件所用原材料的材料牌號、化學成分、材料規格、材料保證單上的試驗結果，進廠復驗的各種理化測試和工藝性能測試的結果，所用加工工藝過程（加工設備、加熱設備、加熱工藝、操作、冷卻方式等）；

3）實驗室分析。必須抓住重點，識別假象，正確識別和判斷，不僅鑒定零件的性能和質量，而且能夠判斷缺陷的程度，產生的原因。由于零件結構和生產條件也不相同，缺陷表現的形態及形成的具體條件也不完全相同，所以缺陷的特征并不一定具有明顯的典型性。一種缺陷可以出現多種表現特征，一種缺陷又可由不同原因引起，一個產品也可能同時有兩種以上的缺陷，同時還要有聯系的觀點。根據具體環境，即時間、地點、條件進行具體分析。例如鑄件的縮凹和表面氣孔，從現象上看，它們那是在鑄件表面出現的凹坑，但前者是由于金屬在凝固過程中體積收縮得不到補縮造成的，它本質上是縮孔；只是產生在鑄件表面上。而表面氣孔是當氣泡處于型壁和金屬表面之間，在鑄件凝固時沒有排出鑄型而形成的氣孔缺陷，由于它們生成的原因不同，它們的特征也就不可能完全相同。如前者表面雖然也比較光滑，但下凹最低點處可能有鐵豆，表皮下可能有縮孔，而后者就沒有這些現象。從缺陷產生的部位看，也有明顯的區別，前者多產生在鑄件熱節處，而后者多產生在上空的上部平面或凸臺上。

③分析缺陷產生的原因：缺陷從性質上可以分為成分、組織、第二相、孔隙缺陷和裂紋五類。缺陷產生可能是單一因素作用的結果，也可能是多種因素同時作用的結果。例如鍛件中的白點，可能是鋼液中含氫量過高引起的。也可能是由于偏析過于嚴重，鍛后擴氫時間不足，過冷溫度過高，冷卻過快等原因形成的。所以，分析過程必須聯系生產工藝的實際情況，做一些驗證性試驗或做進一步檢驗分析，才能得出明確結論。

5）根據調查材料及試驗結果進行綜合、分析、判斷、推理，深入本質，找出引起缺陷的原因，發現產品在什么環節上出了問題。注意每一個判定、結論分析都要有依據。不能僅靠主觀經驗來評定，也不被一些表象所迷惑，要透過現象看到問題的本質。

對企業金相而言，說它作用大就大，說它沒有什么用也不奇怪，關鍵要看怎樣發揮它的作用，如果只是提供給你的樣品做檢驗，單純做最后一個檢驗步驟，沒有工藝分析，那么真成“高級技工”了。但是，如果在工作中想辦法，用心去做，多參與，把金相分析同生產緊密聯系起來，充分發揮其對技術指導作用，結果就完全不一樣了。

質量檢驗是對產品質量具有監督保證作用，其最重要、最本質的特點是公正。如果金相人員提供的判據不正確，勢必引起對產品質量判斷的錯誤，也造成對人的處理也不公正。因此金相員必須要有責任心和高尚的職業道德，工作必須堅持科學性，必須嚴格按照科學程序辦事，堅持實事求是的原則，以保證檢驗數據真實可靠。在企業凡是需要做金相檢驗的都是重要零件，對軍工產品、鐵路車輛、船舶動力、大型電機、汽輪機、鍋爐等關鍵零部件的金相檢驗，往往最后一道關口，金相檢驗對于保證零件服役功能和安全性有重要作用。有了責任心，才會始終以一種正面的積極態度勤奮工作，細致踏實，實事求是；才會按時、按質、按量完成任務，圓滿解決問題。

生產車間無論是工人還是技術人員，關注的是工藝，對內部組織一些理論不感興趣。你評出組織，對他們來說太抽象，所以搞金相分析不能離開工藝分析，要到一線了解情況，如果你的結論對他有指導作用，你就受歡迎，慢慢地就離不開你了，最后人家還會主動找你。

凡是競爭力強的冶金、機械企業都有一個技術水平很高，同時性格上又很強勢的金相靈魂人物，能夠鎮得住邪的，讓生產車間怕的人。一旦讓生產車間少了怕懼，就會放松質量，經常把生米煮成了熟飯，造成既成質量缺陷事實，逼迫金相讓步，導致質量控制不住。

盡管金相當前受重視程度不夠，但決不能等著被重視，事在人為，一定要有參與精神，處理好進度、質量的關系，守住底線，打出自己的一片天地。退一萬步，如果真的沒有機會，也沒有關系，做一輩子金相技術工作，不算委屈，好好的做自己擅長的工作，一個精通生產、檢測、技術、工藝，技術全面的金相工程人員，在社會上金相人員非常奇缺的今天，最起碼掙口好飯吃的機會還是有的。

企業要在激烈的市場競爭中生存和發展，僅靠方向性的戰略性選擇是不夠的，任何企業間的競爭都離不開產品質量的競爭，沒有過硬的產品質量，企業終將在市場經濟的浪潮中落伍。為此讓優秀者從事金相，保持金相隊伍的穩定對保證產品質量非常重要。

首先一定注意好選材，不是所有的人都適合金相工作，只有嚴謹、思辨能力極強、耐得住性子、有良知和責任感和無所畏懼的人才有可能成長為高層次人才；第二現在社會上的誘惑太多，能夠快速出名、賺錢的機會越來越多，而金相太苦，經難念，尤其入門難，沒有鮮花掌聲，默默潛行10年、20年的，因而必須有工作的樂趣，金相本身就是一項很有創意的工作，顯微鏡下是一個極其奇妙的微觀世界，每天的工作都是新的；第三就是金相工作一直工作在質量爭議的風口浪尖上，些許小錯，都會被無限放大，必須嚴謹認真，做到任何評判都有依據（理論、法規、標準和技術條件）。因此，一名高層次金相人員的成長過程，是專業理論的提升、經驗的積累、綜合能力的升華的過程，真可以用“鍛造”一詞來形容。

注意精神鼓勵，對金相高層次人才工作中的成績給予表揚和認可，注意給人以成才、發展、晉升的機會。同時，讓其參與管理，增強對企業的歸屬感和認同感，滿足自我發展和自我實現價值的需要，使其能力和積極性得到充分體現，為企業的長遠利益和發展作出至關重要的貢獻。

建立評價、激勵和培訓體系。企業要把眼光放長遠，重視長期的發展和利益，要從人才戰略的高度，建立一系列激勵機制，把金相高層次人才的培養放在提到議事日程，對高端人才應給與相應的待遇，發揮金相分析在質量控制、質量分析和質量追溯中的核心作用。

總之，質量是企業的生命，金相行業的興衰直接關系到企業的生存，也直接關系到國防、國家財產和人民生命安全。高層次金相人員的成長并不是高等教育能夠完成的，也不是短期培訓能夠解決的，而是一個系統工程，需要社會、企業、學校長期共同關注，以及個人努力才能實現。金相行業如果一旦衰落，則冶金、機器制造業勢必少了強有力的質量支撐和保障，不是短時間可以恢復的。因此培養一大批掌握金相技術的高素質的技術人員，迅速地發揮積極作用是當務之急。

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