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第1章 金属材料的发展历程与人类文化 1

1.1 金属材料的发展历程 1

1.1.1 青铜器时代 2

1.1.2 铁器时代 5

1.1.3 钢铁时代 9

1.1.4 种类繁多的金属材料 9

1.1.5 新型金属材料 10

1.2 金属材料与人类文化 23

1.2.1 带金属偏旁的汉字 25

1.2.2 人类所知的金属之最 25

第2章 金属材料的分类 29

2.1 总分类 29

2.1.1 科学分类 29

2.1.2 工业分类 29

2.2 钢铁材料 31

2.2.1 铁 31

2.2.2 生铁 32

2.2.3 铁合金 32

2.2.4 铸铁 32

2.2.5 钢 35

2.2.6 常用钢材分类 38

2.2.7 钢材的十五大类 39

2.3 有色金属材料 40

2.3.1 铜 40

2.3.2 铝 45

2.3.3 钛 49

2.3.4 锌 53

2.3.5 镁 55

2.3.6 镍 56

2.3.7 金 58

2.3.8 银 61

2.3.9 铅 62

2.3.10 锡 63

第3章 金属材料的牌号 65

3.1 钢铁材料牌号表示方法 65

3.1.1 生铁牌号表示方法 65

3.1.2 铁合金牌号表示方法 66

3.1.3 铸铁牌号表示方法 66

3.1.4 铸钢牌号表示方法 68

3.1.5 碳素结构钢和低合金结构钢牌号表示方法 68

3.1.6 优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢牌号表示方法 70

3.1.7 易切削钢牌号表示方法 71

3.1.8 车辆车轴及机车车辆用钢牌号表示方法 71

3.1.9 合金结构钢和合金弹簧钢牌号表示方法 72

3.1.10 非调质机械结构钢牌号表示方法 72

3.1.11 碳素工具钢牌号表示方法 73

3.1.12 合金工具钢牌号表示方法 73

3.1.13 高速工具钢牌号表示方法 74

3.1.14 轴承钢牌号表示方法 74

3.1.15 不锈钢及耐热钢牌号表示方法 75

3.2 钢铁材料牌号统一数字代号体系 79

3.2.1 统一数字代号编排总原则 80

3.2.2 钢铁材料的类型与统一数字代号 80

3.3 有色金属材料牌号表示方法 81

3.3.1 铝及铝合金牌号（代号）表示方法 81

3.3.2 镁及镁合金牌号（代号）表示方法 86

3.3.3 铜及铜合金牌号表示方法 88

3.3.4 锌及锌合金牌号表示方法 91

3.3.5 钛及钛合金牌号表示方法 92

3.3.6 镍及镍合金牌号表示方法 93

3.3.7 稀土金属牌号表示方法 94

3.3.8 贵金属及其合金牌号表示方法 96

3.4 鉴别金属材料牌号的简易方法 97

3.4.1 火花鉴别法 97

3.4.2 断口鉴别法 111

第4章 金属的晶体结构和组织 113

4.1 晶体结构的基本知识 113

4.1.1 晶体和非晶体 113

4.1.2 晶格和晶胞 114

4.1.3 晶面和晶向 114

4.2 金属的晶体结构 115

4.2.1 金属晶体的特性 115

4.2.2 常见的金属晶格 115

4.2.3 金属的实际晶体结构 117

4.2.4 晶体的缺陷 117

4.3 合金的晶体结构 119

4.3.1 合金的基本概念 119

4.3.2 合金的相和组织 120

4.4 金属的结晶 121

4.4.1 结晶的条件 121

4.4.2 纯金属的结晶过程 122

4.4.3 细化晶粒 123

4.4.4 铁碳合金的组织 124

第5章 合金元素在金属中的作用 128

5.1 合金元素在钢中的作用 128

5.1.1 硅在钢中的作用 128

5.1.2 锰在钢中的作用 130

5.1.3 镍在钢中的作用 131

5.1.4 钴在钢中的作用 133

5.1.5 铬在钢中的作用 134

5.1.6 钼在钢中的作用 135

5.1.7 铜在钢中的作用 136

5.1.8 铝在钢中的作用 137

5.1.9 钒在钢中的作用 138

5.1.10 钛在钢中的作用 139

5.1.11 钨在钢中的作用 140

5.1.12 硼在钢中的作用 141

5.1.13 稀土元素在钢中的作用 142

5.1.14 氮在钢中的作用 143

5.1.15 硫、硒、碲在钢中的作用 144

5.1.16 磷、砷、锑在钢中的作用 145

5.2 合金元素在有色金属中的作用 146

5.2.1 合金元素在铝合金中的作用 146

5.2.2 合金元素在镁合金中的作用 147

5.2.3 合金元素在钛合金中的作用 147

第6章 金属的冶炼 149

6.1 金属的存在状态 149

6.2 金属冶炼方法 149

6.3 炼铁 150

6.4 炼钢 151

6.5 炼铝 157

6.6 炼铜 158

6.7 炼镁 158

6.8 炼锌 161

第7章 金属材料的成形方法 162

7.1 铸造 162

7.1.1 综述 162

7.1.2 普通砂型铸造 164

7.1.3 熔模精密铸造 165

7.1.4 金属型铸造 167

7.1.5 压力铸造 167

7.1.6 离心铸造 168

7.1.7 重力铸造 169

7.2 塑性加工 170

7.2.1 塑性加工的种类 170

7.2.2 锻压 172

7.3 焊接 175

7.3.1 熔焊 176

7.3.2 压焊 178

7.3.3 钎焊 178

7.3.4 金属材料焊接术语 180

7.3.5 常用金属材料的焊接难易程度 181

第8章 金属材料的热处理 182

8.1 热处理综述 183

8.1.1 热处理的历史 183

8.1.2 热处理的过程 184

8.2 常用热处理方法 185

8.2.1 著名的“四把火” 185

8.2.2 表面淬火 188

8.2.3 化学热处理 188

8.2.4 接触电阻加热淬火 189

8.2.5 电解加热淬火 190

8.2.6 时效处理 190

8.2.7 形变热处理 190

8.3 用数字和字母表示热处理工艺 190

第9章 金属材料的物理性能 192

9.1 熔点 192

9.2 密度 192

9.3 线胀系数 194

9.4 比热容 195

9.5 热导率 196

9.6 电阻率 196

9.7 平均电阻温度系数 197

9.8 常用金属材料的物理性能 197

第10章 金属材料的力学性能 199

10.1 硬度 200

10.1.1 不同硬度试验方法的适用范围 200

10.1.2 常见硬度相关术语 201

10.1.3 布氏硬度 202

10.1.4 洛氏硬度 204

10.1.5 维氏硬度 207

10.1.6 努氏硬度 209

10.1.7 里氏硬度 211

10.1.8 肖氏硬度 212

10.1.9 各种硬度间的换算关系 212

10.1.10 钢铁材料硬度与强度的换算关系 213

10.1.11 有色金属材料硬度与强度的换算关系 213

10.2 拉伸性能 214

10.2.1 拉伸试验 215

10.2.2 应力-应变曲线 216

10.2.3 材料的屈服 216

10.2.4 抗拉强度 217

10.2.5 屈强比 219

10.2.6 规定塑性延伸强度 219

10.2.7 断后伸长率 219

10.2.8 泊松比 220

10.2.9 拉伸弹性模量 220

10.2.10 拉伸试样的宏观断口形态 221

10.2.11 拉伸性能符号新旧对照 222

10.3 冲击性能 223

10.3.1 冲击试样 224

10.3.2 冲击吸收能量 224

10.3.3 冲击性能符号新旧对照 225

10.4 扭转性能 225

10.5 压缩性能 227

10.5.1 抗压强度的测定 228

10.5.2 压缩试样的破坏形式 228

10.6 弯曲性能 229

10.7 剪切性能 230

10.8 疲劳性能 231

第11章 金属材料的缺陷和无损检测 233

11.1 金属材料的缺陷 233

11.2 金属材料的无损检测 243

11.2.1 无损检测的特点 244

11.2.2 射线检测 244

11.2.3 超声波检测 245

11.2.4 磁粉检测 245

11.2.5 渗透检测 246

11.2.6 涡流检测 247

第12章 金属材料的理论质量计算方法 249

12.1 钢铁材料的理论质量计算方法 249

12.2 有色金属材料的理论质量计算方法 249

第13章 金属材料的交货状态和储运管理 251

13.1 金属材料的交货状态 251

13.1.1 钢铁材料的交货状态 251

13.1.2 有色金属材料的交货状态 252

13.2 金属材料的储运管理 252

13.2.1 钢铁材料的储运管理 252

13.2.2 有色金属材料的储运管理 253

参考文献 255