愛華網(wǎng)金屬學(xué)是研究金屬及其合金的組成、組織結(jié)構(gòu)和性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，以及在各種條件下的變化規(guī)律，為有效地使用金屬材料和為發(fā)展具有特定性能的金屬材料而服務(wù)的一門應(yīng)用科學(xué)。
金屬學(xué)_金屬學(xué) -金屬學(xué)
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研究金屬及其合金的組成、組織結(jié)構(gòu)和性能之間的內(nèi)在聯(lián)系,以及在各種條件下的變化規(guī)律,為有效地使用金屬材料和為發(fā)展具有特定性能的金屬材料而服務(wù)的一門應(yīng)用科學(xué)。它是從冶金學(xué)的一個分支──金相學(xué)直接演變而來的。金屬學(xué)一詞,在中國始見于50年代初,是從俄文“Металловедение”翻譯過來的,字義與德文的”Metallkunde”一詞相當(dāng),科學(xué)內(nèi)容和英文的”Physicalmetallurgy”（物理冶金）大致相當(dāng)。簡史 19世紀(jì)，冶金學(xué)在生產(chǎn)力蓬勃發(fā)展的推動下也得到了重視，到20世紀(jì)30年代發(fā)展衍生若干分支學(xué)科，金屬學(xué)或物理冶金就是其中之一。19世紀(jì)末至20世紀(jì)前葉，鋼的一般成分化學(xué)分析方法已經(jīng)建立，觀察大于微米級的顯微組織的金相學(xué)技術(shù)已普遍應(yīng)用，通過物理性能測定或熱分析方法研究相變已積累了一定經(jīng)驗，用相律指導(dǎo)相圖的工作正在大量開展，這些都為金屬學(xué)的發(fā)展提供了條件。1863年英國人索比(H.C.Sorby)發(fā)明了金相技術(shù)，為研究合金中的相組成和顯微組織提供了有力工具。1868年俄國人切爾諾夫(Д.к.Чернов) 觀察到鋼必須加熱到超過某個臨界溫度才能淬火硬化，揭示了相變的存在和作用。1887年法國人奧斯蒙(F.Osmond)利用差熱分析方法系統(tǒng)地研究了鋼的相變。1899年英國人羅伯茨－奧斯汀(W.Roberts-Austen)指出鋼在臨界溫度以上的相是固溶體，并繪制出第一張鐵碳相圖。1900年德國人巴基烏斯-洛茲本(H.W.Bakhius-Roozeboom)在此基礎(chǔ)上應(yīng)用吉布斯(J.W.Gibbs)相律修訂了鐵碳相圖(見鐵碳平衡圖)。相圖的出現(xiàn),是金屬學(xué)發(fā)展的一個里程碑。
20世紀(jì)以來，金屬學(xué)繼續(xù)汲取物理學(xué)、物理化學(xué)和力學(xué)等有關(guān)成就,內(nèi)容日益豐富。美國人貝茵(E.C.Bain)和達(dá)文波特(E.S.Davenport) 從1929～1930年開始研究鋼中奧氏體在不同恒溫條件下的轉(zhuǎn)變過程及其產(chǎn)物，創(chuàng)造了S曲線，后來改稱C曲線(見過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖)，闡明了鋼的熱處理的一般原理，對鋼的發(fā)展和有效利用有重要指導(dǎo)意義。X射線衍射分析在金屬學(xué)發(fā)展中也起了重要作用。通過應(yīng)用X射線,各種合金相結(jié)構(gòu)包括馬氏體的結(jié)構(gòu)及其與碳含量的關(guān)系搞清楚了；金屬冷加工形變及其在退火過程中的擇優(yōu)取向被提示了；鋁銅合金的時效硬化機理也得到闡明。1934年位錯理論的提出，不但成功地指出了材料實際強度和理論強度相差千百倍的原因，而且正確地說明了金屬的形變和加工硬化現(xiàn)象。這些，都是第二次世界大戰(zhàn)以前的重要成就。50年代金屬物理、固體物理的發(fā)展，特別是電子顯微鏡的應(yīng)用以及薄膜透射技術(shù)的成功及衍襯理論的建立，對金屬的微觀結(jié)構(gòu)如位錯的存在和運動等研究，提供了有力的工具，從而使金屬學(xué)中很多關(guān)鍵問題得以澄清（見晶體缺陷，金屬的強化）。
多年來，由于對鋼和其他合金的成分、組織結(jié)構(gòu)與性能的內(nèi)在聯(lián)系的研究工作不斷深入，性能優(yōu)越的新鋼種和新合金不斷涌現(xiàn)。高溫合金的發(fā)展便是這方面最突出的成就之一。對有關(guān)合金相的形成規(guī)律，各種元素及超微量雜質(zhì)在金屬中的作用的研究也愈趨深入，現(xiàn)在對選擇、處理和使用金屬材料的肓目性已大為減少，但要實現(xiàn)完全按照預(yù)定要求而不進(jìn)行實驗就能設(shè)計出合格的合金，還有很大距離。
金屬學(xué)的研究內(nèi)容 金屬學(xué)以金屬電子論、晶體學(xué)(見晶體結(jié)構(gòu))及合金熱力學(xué)為理論基礎(chǔ)，依靠物理、化學(xué)的微觀和宏觀檢測技術(shù)，擴展了金相學(xué)的內(nèi)容，保持應(yīng)用科學(xué)的傳統(tǒng)，其研究內(nèi)容可分為兩方面：①聯(lián)系成分、處理過程對金屬組織結(jié)構(gòu)和性能的影響，研究合金相結(jié)構(gòu)和組織的形成規(guī)律,包括:研究合金相的形成、相圖原理及其測定、合金元素及微量元素在合金相中的分布等合金組成的規(guī)律；研究晶體中原子的擴散過程；晶體重構(gòu)的相變過程，包括金屬的凝固與溫度壓力變化下的固態(tài)相變；研究晶體缺陷和金屬形變過程中的位錯運動；研究成分及雜質(zhì)對金屬性質(zhì)的影響，包括超微量元素以及微觀和宏觀偏析。②聯(lián)系金屬材料的使用，研究材料結(jié)構(gòu)強度和斷裂行為（見形變和斷裂）；研究金屬材料在各種不同使用條件下的特性變化等（見范性形變，疲勞，蠕變,應(yīng)力腐蝕斷裂和氫脆）；研究金屬的強化原理。至于那些雖以金屬為對象，或雖與金屬有關(guān)，但主要研究晶體缺陷和金屬電子結(jié)構(gòu)以及它們之間，或它們與各種射線之間的交互作用等微觀過程；研究金屬和合金的物性本質(zhì)，或純屬探索自然規(guī)律的領(lǐng)域，則另列入金屬物理，屬凝聚態(tài)或固體物理的分支。按學(xué)科劃分慣例，有關(guān)磁性、電導(dǎo)、超導(dǎo)、半導(dǎo)等基礎(chǔ)性工作，不屬于金屬學(xué)，應(yīng)列入物理學(xué)范疇。
金屬學(xué)的新進(jìn)展 最近20年來金屬學(xué)出現(xiàn)不少新的突破，主要是由于新實驗技術(shù)和新工藝的出現(xiàn)而取得的。例如，應(yīng)用電子計算機進(jìn)行圖象處理，可以明顯地提高電子顯微鏡的分辨能力，能直接看到金屬中單個原子分布的圖象(見電子顯微學(xué))；分析電子顯微術(shù)和各種表面分析設(shè)備不斷出現(xiàn)，將金屬學(xué)的發(fā)展引向更加深入。又如應(yīng)用激冷技術(shù)制成的快冷微晶合金和某些合金體系形成的非晶態(tài)金屬，都各自顯示出特有的性能，有很大的理論意義和實用價值，為金屬學(xué)開拓了新園地。
金屬學(xué)在歷史上曾有力地推動冶金學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)在仍是廣義的冶金學(xué)中最活躍的學(xué)科。
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