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目录 1

第一章 钢铁生产与钢材质量 1

第一节 钢铁的冶炼 1

一、铁的冶炼 1

二、钢的冶炼 3

第二节 钢的铸锭 6

一、铸锭方法 6

二、钢锭的组织 6

第三节 钢的压力加工 9

第四节 钢材质量 11

一、表面缺陷 11

二、低倍缺陷 12

三、显微组织缺陷 19

四、非金属夹杂物 21

第二章 金属的结晶 23

第一节 金属结晶的基本规律 24

一、金属结晶的过冷现象 24

二、金属结晶的一般过程 24

第二节 金属结晶的理论分析 25

一、金属结晶的能量条件 25

二、金属结晶的结构条件 26

三、晶核的形成 27

四、晶核的长大 30

五、结晶速度 32

一、金属铸锭的宏观组织 33

第三节 铸锭及焊缝组织 33

二、焊缝的宏观组织 34

第四节 结晶理论在实际生产中的某些应用 34

一、细化金属铸件晶粒的一些途径 34

二、定向凝固技术 35

三、单晶体的制备 37

第五节 金属的同素异构转变 37

第三章 二元合金相图 39

第一节 概述 39

一、二元合金相图的表示及使用方法 39

二、杠杆定律及其应用 42

四、相图的建立方法 43

三、相律及其应用 43

第二节 匀晶相图 45

一、相图分析 45

二、固溶体的平衡结晶及其组织 45

三、固溶体的不平衡结晶及其组织 46

四、固溶体的铸造组织形态 49

第三节 共晶相图 51

一、相图分析 51

二、典型合金的平衡结晶及其组织 52

三、不平衡结晶及其组织 55

四、初晶和共晶的组织形态 58

二、典型合金的平衡结晶及其组织 61

一、相图分析 61

第四节 包晶相图 61

五、比重偏析 61

三、不平衡结晶及其组织 63

四、包晶转变的应用 64

第五节 其他类型的二元合金相图 65

一、形成化合物的二元合金相图 65

二、具有同素异构转变的二元合金相图 67

三、具有熔晶转变的二元合金相图 69

第六节 二元合金相图的分析和使用 69

一、二元合金相图遵循的规律 69

二、二元合金相图的分析方法 70

三、根据相图分析合金热处理的可能性 71

四、根据相图判断合金的性能 72

第四章 铁碳合金的组织与性能 74

第一节 典型铁碳合金的平衡结晶 74

一、含碳0.01％的合金——工业纯铁 75

二、共析合金——共析钢 76

三、亚共析合金——亚共析钢 77

四、过共析合金——过共析钢 78

五、共晶合金——共晶白口生铁 79

六、亚共晶合金——亚共晶白口生铁 80

七、过共晶合金——过共晶白口生铁 81

第二节 按组织分区的铁碳合金相图 81

第三节 平衡状态下铁碳合金的机械性能 83

第四节 铁碳合金中过冷奥氏体转变产物的组织与性能 84

第五节 合金元素对铁碳合金相图的影响 90

第六节 杂质对钢的组织和性能的影响 91

一、硅和锰 91

二、硫 92

三、磷 93

四、氮 95

五、氢 95

六、氧 95

第七节 铸钢的组织、性能和热处理 96

一、铸钢的显微组织特征 96

二、铸钢件的热处理 97

一、低碳钢焊接接头的显微组织 99

第八节 焊接接头的金相组织 99

二、焊接接头的裂缝 102

第九节 钢的冷压力加工性和切削加工性 103

一、钢的冷压力加工性 103

二、钢的切削加工性 104

第五章 三元合金相图 105

第一节 概述 105

一、三元合金相图的主要特点 105

二、三元合金的成分表示方法 105

三、三元匀晶相图 107

第二节 三元合金相图的截面图 108

一、变温截面 108

三、连接线和杠杆定律 109

二、等温截面 109

四、连接线的近似画法 111

第三节 复杂三元合金相图应用举例 112

一、Fe-Cr-C三元系的变温截面 112

二、Fe-Cr-C三元系的等温截面 116

第四节 投影图 118

一、投影图的实质 118

二、三元共晶相图 118

三、投影图实例 121

四、关于四相平衡的讨论 124

第六章 固态金属的结构 126

第一节 纯金属的晶体结构 126

一、三种典型的金属晶体结构 127

二、金属结合 133

三、晶面指数和晶向指数 134

第二节 固溶体 138

一、置换固溶体 139

二、间隙固溶体 142

三、固溶体的性能 143

第三节 金属化合物 145

一、正常价化合物 145

二、电子化合物 146

三、间隙化合物 147

第四节 实际金属的晶体结构 149

一、空位和间隙原子 149

二、位错 150

三、晶界 152

四、亚结构 154

五、固溶体中溶质原子的偏聚与短程有序 154

第七章 金属的塑性变形与再结晶 156

第一节 碳钢的冷塑性变形 156

一、加工硬化 156

二、冷塑性变形对组织结构的影响 157

第二节 金属的变形过程 160

一、钢的拉伸曲线 160

二、金属的弹性变形 161

三、单晶体的塑性变形 162

四、多晶体的塑性变形 166

五、合金的塑性变形 169

第三节 金属的断裂 171

一、金属的断裂过程 171

二、影响脆性断裂的因素 171

三、断口鉴别 174

第四节 回复和再结晶 177

一、冷塑性变形钢的退火热处理 177

二、回复 178

三、再结晶 179

四、晶粒长大 181

五、影响再结晶后晶粒大小的因素 182

一、金属的热加工与冷加工 183

第五节 金属的热塑性变形（热加工） 183

六、金属中的再结晶织构和退火孪晶 183

二、热加工对钢的组织和性能的影响 184

附：位错原理在塑性变形中的应用 187

第八章 铸铁 193

第一节 白口铸铁 193

第二节 灰口铸铁 194

一、灰口铸铁的化学成分、组织和性能 194

二、铸铁的石墨化 196

三、改善灰口铸铁性能的孕育处理 201

四、灰口铸铁金相组织的分类和评级 201

五、灰口铸铁的牌号和用途 205

一、可锻铸铁的化学成分和组织 206

第三节 可锻铸铁 206

二、黑心可锻铸铁的退火处理 207

三、缩短可锻铸铁退火周期的方法 208

四、可锻铸铁的牌号、性能和用途 209

第四节 球墨铸铁 210

一、球墨铸铁的组织和性能 210

二、球墨铸铁化学成分的选择 214

三、球化处理和孕育处理 215

四、石墨的球化过程 217

五、球墨铸铁金相组织的评级 218

六、球墨铸铁的牌号和用途 218

一、耐磨铸铁 219

第五节 特殊铸铁 219

二、耐热合金铸铁 220

三、耐腐蚀铸铁 221

第九章 有色金属及其合金 222

第一节 铝及其合金 222

一、铝及其合金的性能特点 222

二、铝及其合金的分类和编号 222

三、铝的合金化 228

四、铝合金的热处理 232

五、典型零件与典型材料分析 238

第二节 铜及其合金 251

一、纯铜的性能和应用 251

六、铝合金的焊接 251

二、铜的合金化 253

三、铜合金的分类和编号 254

四、黄铜 254

五、锡青铜 259

六、铝青铜 262

七、铅青铜 264

八、铍青铜 265

第三节 轴承合金 266

一、滑动轴承的工作条件及要求 266

二、锡基轴承合金 267

三、铅基轴承合金 269

四、铝基轴承合金 270