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第1章 材料的性能 1

1.1 材料的机械性能 1

1.1.1 强度 1

1.1.2 硬度 3

1.1.3 塑性 7

1.1.4 韧性 8

1.1.5 疲劳强度 9

1.2 材料的物理、化学性能 10

1.2.1 物理性能 10

1.2.2 化学性能 12

1.3 材料的工艺性能 13

1.3.1 铸造性能 13

1.3.2 锻造性能 13

1.3.3 焊接性能 14

1.3.4 热处理性能 14

1.3.5 切削加工性能 14

思考题与习题 14

第2章 金属的晶体结构与结晶 16

2.1 金属的晶体结构 16

2.1.1 金属的特性与金属键 16

2.1.2 晶体结构的基本概念 17

2.1.3 三种常见的典型晶体结构 18

2.1.4 晶体的各向异性 22

2.1.5 多晶型性 23

2.2 实际金属的晶体结构 24

2.2.1 点缺陷 24

2.2.2 线缺陷 26

2.2.3 面缺陷 27

2.3 纯金属的结晶 29

2.3.1 金属结晶的现象 29

2.3.2 金属结晶的条件 31

2.3.3 晶核的形成与长大 32

2.3.4 结晶后晶粒大小的控制 34

2.4 金属铸锭的组织 35

2.4.1 铸锭三晶区的形成 36

2.4.2 铸锭三晶区的组织与性能 37

2.4.3 铸锭组织中三个晶区相对厚度的控制 38

思考题与习题 38

第3章 合金的结构和结晶 40

3.1 合金中的相结构 40

3.1.1 基本概念 40

3.1.2 相的分类 41

3.1.3 固溶体 41

3.1.4 金属化合物 44

3.2 二元合金相图 46

3.2.1 相图的建立 46

3.2.2 二元匀晶相图 47

3.2.3 二元共晶相图 50

3.2.4 其他常用的二元合金相图 54

3.3 相图与合金性能的关系 56

3.3.1 相图与合金使用性能的关系 56

3.3.2 相图与合金工艺性能的关系 57

思考题与习题 58

第4章 铁碳合金相图和碳钢 59

4.1 纯铁、铁碳合金的相结构及其性能 59

4.1.1 纯铁 59

4.1.2 铁碳合金的相结构、基本组织及其性能 61

4.2 Fe-Fe3C相图分析 64

4.2.1 Fe-Fe3C相图分析 64

4.2.2 Fe-Fe3C相图中铁碳合金的分类 66

4.2.3 典型铁碳合金的结晶过程分析 67

4.2.4 铁碳合金的成分、组织与性能的关系 73

4.2.5 Fe-Fe3C相图的生产应用 75

4.3 碳素钢 75

4.3.1 常存杂质元素对碳钢性能的影响 76

4.3.2 碳钢的分类 76

4.3.3 碳钢的牌号与应用 77

思考题与习题 82

第5章 金属的塑性变形与结晶 83

5.1 金属的塑性变形 83

5.1.1 单晶体的弹性变形 83

5.1.2 单晶体的塑性变形 84

5.1.3 多晶体的塑性变形 85

5.2 金属塑性变形对金属组织和性能的影响 85

5.2.1 塑性变形后金属组织和结构的变化 85

5.2.2 塑性变形后金属性能的改变 86

5.3 回复与再结晶 88

5.3.1 回复 88

5.3.2 再结晶 89

5.4 金属的热变形 90

5.4.1 热变形加工与冷变形加工的区别 90

5.4.2 热变形加工对金属组织与性能的影响 91

思考题与习题 92

第6章 钢的热处理 94

6.1 钢在加热时的转变 94

6.1.1 共析钢的奥氏体化形成过程 95

6.1.2 影响奥氏体形成速度的因素 96

6.1.3 奥氏体晶粒大小及其影响因素 99

6.2 钢在冷却时的组织转变 101

6.2.1 共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线 102

6.2.2 共析钢的等温转变产物与性能 104

6.2.3 影响过冷奥氏体等温转变的因素 117

6.2.4 过冷奥氏体连续冷却转变曲线 118

6.3 钢的退火与正火 119

6.3.1 退火目的及工艺 119

6.3.2 正火 122

6.3.3 退火与正火的选用 123

6.4 钢的淬火 123

6.4.1 淬火工艺及方法 123

6.4.2 钢的淬透性与淬硬性 126

6.4.3 常见的淬火缺陷及预防 127

6.5 钢的回火 129

6.5.1 淬火钢的回火转变 129

6.5.2 回火的种类及应用 130

6.6 钢的表面热处理和化学热处理 131

6.6.1 钢的表面淬火 131

6.6.2 钢的化学热处理 133

6.6.3 热处理新技术简介 137

思考题与习题 138

第7章 合金钢 140

7.1 合金元素在钢中的作用 140

7.1.1 钢中的合金元素 140

7.1.2 合金钢的分类及牌号 143

7.2 合金结构钢 144

7.2.1 低合金结构钢 144

7.2.2 合金渗碳钢 145

7.2.3 合金调质钢 146

7.2.4 合金弹簧钢 147

7.2.5 滚动轴承钢 148

7.3 合金工具钢 149

7.3.1 合金刃具钢 150

7.3.2 合金模具钢 150

7.3.3 合金量具钢 151

思考题与习题 152

第8章 工具钢 153

8.1 刃具钢 153

8.1.1 刃具钢的工作条件和基本性能要求 153

8.1.2 刃具用的碳素工具钢 153

8.1.3 刃具用的低合金工具钢 155

8.1.4 高速钢 157

8.2 模具钢 160

8.2.1 冷作模具钢 160

8.2.2 热作模具钢 166

8.2.3 塑料模具钢 168

8.3 量具钢 172

思考题与习题 173

第9章 特殊性能钢 175

9.1 不锈钢 175

9.1.1 金属的腐蚀和保护 175

9.1.2 不锈钢的化学成分特点及合金化原理 176

9.1.3 常用的不锈钢 177

9.2 耐热钢 178

9.2.1 提高钢的耐热性的途径 178

9.2.2 常用耐热钢及其特点 179

9.3 耐磨钢 180

9.3.1 耐磨钢简介 180

9.3.2 高锰钢 180

思考题与习题 182

第10章 粉末冶金与硬质合金 183

10.1 粉末冶金法简介 183

10.1.1 粉末冶金制造工艺 183

10.1.2 粉末冶金工艺特点 185

10.1.3 粉末冶金烧结技术的进展及其应用 185

10.2 硬质合金 188

10.2.1 硬质合金的性能特点 188

10.2.2 硬质合金的分类和应用 188

思考题与习题 189

第11章 铸铁 190

11.1 铸铁的分类 190

11.2 普通灰铸铁 191

11.2.1 灰铸铁的化学成分、组织和性能 191

11.2.2 灰铸铁的牌号和应用 193

11.2.3 灰铸铁的热处理 194

11.3 球墨铸铁 194

11.3.1 球墨铸铁的化学成分、组织和性能 195

11.3.2 球墨铸铁的牌号和用途 196

11.3.3 球墨铸铁的热处理 196

11.4 蠕墨铸铁 197

11.4.1 蠕墨铸铁的成分、组织和性能 197

11.4.2 蠕墨铸铁的牌号和用途 198

11.5 可锻铸铁 198

11.5.1 可锻铸铁的成分、组织和性能 198

11.5.2 可锻铸铁的牌号和用途 199

思考题与习题 199

第12章 有色金属及合金 200

12.1 铝及铝合金 200

12.1.1 纯铝 200

12.1.2 铝合金 200

12.2 铜及铜合金 203

12.2.1 纯铜 203

12.2.2 铜合金 203

12.3 轴承合金 205

12.3.1 轴承合金的性能要求 205

12.3.2 轴承合金的组织特点 206

12.3.3 常用的轴承合金 206

思考题与习题 207

第13章 非金属材料 208

13.1 高分子材料 208

13.1.1 高分子材料的基础知识 208

13.1.2 塑料 210

13.1.3 橡胶 213

13.1.4 胶粘剂 216

13.1.5 高分子涂料 219

13.2 陶瓷材料 221

13.2.1 陶瓷材料的概念 221

13.2.2 陶瓷分类和组织结构 221

13.3 复合材料 224

13.3.1 复合材料的概念 224

13.3.2 复合材料的特点 225

13.3.3 复合材料制造方法 226

13.3.4 常用复合材料 227

思考题与习题 229

第14章 机械零件材料及毛坯选择 231

14.1 机械零件对材料的一般要求 231

14.1.1 满足使用性能要求 231

14.1.2 材料的工艺性能良好 232

14.1.3 充分考虑经济性 235

14.2 机械零件材料及毛坯选择实例分析 235

14.2.1 齿轮类零件 236

14.2.2 轴类零件的选材 238

14.2.3 箱座类零件的选材 240

思考题与习题 241

参考文献 242