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　　金屬學是關于金屬材料—金屬和合金的科學，它的中心內(nèi)容是研究金屬和合金的成分、結構、組織和性能，以及它們之問的相互關系和變化規(guī)律，目的在于利用這些關系和規(guī)律來指導科學研究和生產(chǎn)實踐，以便更充分有效地發(fā)揮現(xiàn)有金屬材料的潛力，并進而創(chuàng)制新的金屬材料。金屬學荃本上是一門應用科學，也是一門偏重于實驗的科學。
　　金屬學的研究方法可分為實驗和理論兩個方面。
　　分析成分、測定結構、觀察和鑒別組織、測試性能以及從動力學方面分析結構和組織的形成和變化，應是金屬學的基本實驗內(nèi)容。X射線分析法、光學顯微鏡(以下簡稱光鏡)分析法、電子顯微鏡和電子探針等技術以及各種測試力學、電磁學、熱學和化學性能的實驗技術等，則是進行金屬學試驗的重要方法和手段。
　　研究組織的最簡單的方法是肉眼觀察，這種方法稱為宏觀分析法，它能分辨出金屬和合金的低倍組織—材料在宏觀范圍內(nèi)的化學和物理的不均勻性.如鑄件的偏析、氣孔、疏松、裂紋、晶帶、壓力加工所造成的流線，經(jīng)化學熱處理后的滲碳層、斷口的形式(韌斷或脆斷)等。宏觀分析作為一種檢查產(chǎn)品或半成品質(zhì)量的方法，廣泛應用于生產(chǎn)上。觀察細微組織可借助于光學顯微鏡。在光學顯微鏡下觀察到的組織，一般稱為顯微組織。光學顯微鏡由于受光波長的限制，分辨率約為1.5x10(-7)cm，有效放大倍數(shù)小于1500倍。觀察更細微組織，必須借助電子顯微鏡。電子顯微鏡的分辨能力可達10（-6）~10（-7）CM。在電子顯微鏡下觀察到的組織稱為電鏡組織。此外，場離子顯微鏡的應用，可將分辨率進一步提高，而達到近于原子大小的尺寸。利用X射線衍射方法可測定金屬和合金內(nèi)部各種相的晶體結構，電子探針(微區(qū)x線譜分折)則可用于分析組織中顯微區(qū)域內(nèi)的化學成分。
　　熱模擬機可以模擬連鑄，軋制工藝，高溫流變和高速拉伸與壓縮情況下的強度塑性指標力學性能與組織等。，高溫熱塑性，應力松弛試驗，熱處理工藝，低速，測定金屬的相變溫度、相變時間，以及與之相對應的借助于機械、電學、熱學、熱電學、磁學和化學的實驗方法可以測定金屬和合金的各種有關性能。同時，由于性能的變化是結構組織變化的反映，結構的形成和變化過程。所以也可以利用這些方法來間接地研究組織金屬學理論方面的研究主要包括熱力學、分子動力學以及電子理論在金屬學中的應用。力學分析法用于研究合金系中相的形成和相平衡的條件以及條件變化時相變的方向、限度和馭動力。分子動力學分析法則用于研究金屬和合金中各種轉(zhuǎn)變過程中的速度和機理方面的問題。電子理論可使有關結構和性能方面的研究更深化一步。
　　金屬學已有的基本原理是在實驗的基礎上獲得的，我們以后更要理論與實驗結合，使金屬學理論進一步完善。
　　金屬學的主要內(nèi)容包括:金屬的各種性能、性變形及對組織性能的影響、鋼的熱處理及鋼和鑄鐵的分類、編號、成分、處理狀態(tài)、組織結構、性能及應用。金屬學是冶煉、軋鋼、金屬制品等專業(yè)的技術基礎課，是鋼鐵技術工人必須學習和掌握的一門重要課程。