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绪论 1

第1章 金属的晶体结构与结晶 2

1.1金属的晶体结构 2

金属 2

金属的晶体结构 4

1.2金属的实际结构和晶体缺陷 12

单晶体和多晶体 12

实际金属晶体缺陷 13

1.3金属的结晶 16

液态金属结构的特点和冷却曲线 16

结晶过程 17

影响晶粒大小的因素 19

金属铸锭的组织和缺陷 19

第2章 金属的塑性变形与再结晶 21

2.1金属的力学性能 21

强度 21

塑性 23

硬度 24

冲击韧性 25

疲劳强度 26

断裂韧性 27

2.2金属的塑性变形 28

单晶体金属的塑性变形 28

多晶体金属的塑性变形 31

塑性变形对金属组织结构和性能的影响 33

2.3回复与再结晶 34

变形金属在加热过程中组织和性能的变化 35

金属的再结晶温度 36

再结晶后的晶粒度 37

2.4金属的热加工 38

热加工与冷加工的区别 38

热加工对金属组织和性能的影响 39

第3章 合金的相结构与二元合金相图 41

3.1固态合金中的相结构 41

固溶体 41

金属间化合物 45

3.2二元合金相图的建立 49

相图的意义及其名词的涵义 49

二元合金相图的建立 50

3.3匀晶相图 52

匀晶相图分析 52

合金的平衡结晶过程 52

二元相图的杠杆定律 52

固溶体合金中的枝晶偏析 53

3.4二元共晶相图 54

相图分析 54

共晶系合金的平衡结晶及组织 55

伪共晶和密度偏析 58

3.5二元包晶相图 59

相图分析 59

包晶反应 59

3.6其它类型的二元系合金相图 60

具有其它恒温转变的相图 60

形成稳定化合物的相图 61

3.7相图与性能的关系 62

根据相图判断材料的力学性能和物理性能 62

根据相图判断合金的工艺性能 62

第4章 铁碳合金 64

4.1铁碳合金的组元及其相 64

纯铁及其同素异构体 64

铁素体、奥氏体与渗碳体 65

4.2 Fe-Fe3 C合金相图分析 65

4.3典型合金的平衡结晶过程及其组织 68

工业纯铁 68

钢 69

白口铸铁 71

4.4 Fe-Fe3 C相图的应用 74

Fe - Fe3 C相图在选材上的应用 75

Fe-Fe3 C相图在制定热加工工艺方面的应用 75

4.5碳钢 76

常见杂质元素对碳钢性能的影响 76

碳钢的分类 78

碳钢的牌号、性能及用途 78

第5章 钢的热处理 84

5.1钢在固态下的组织转变 84

碳钢在加热时的组织转变 84

碳钢在冷却时的组织转变 87

过冷奥氏体转变曲线图 91

5.2钢的退火与正火 94

退火 94

正火 96

退火与正火的选择 97

5.3钢的淬火 97

淬火的定义及目的 97

钢的淬火工艺 97

淬火缺陷简介 100

5.4钢的淬透性 100

淬透性的概念及影响因素 100

淬透性的测定方法 101

淬透性在选材和制定热处理工艺时的作用 102

5.5钢的回火 104

回火及目的 104

钢在回火时的组织转变 104

回火脆性 105

5.6表面热处理 106

感应加热表面淬火 106

火焰加热表面淬火 107

激光热处理 108

电子束加热表面淬火 108

5.7钢的化学热处理 108

钢的渗碳 109

钢的氮化 111

钢的碳氮共渗 111

第6章 合金钢 114

6.1概述 114

合金元素对钢组织转变的影响 114

合金钢的分类及编号 118

6.2合金结构钢 119

普通低合金结构钢 120

渗碳钢 121

调质钢 124

弹簧钢 126

滚动轴承钢 128

6.3工具钢 129

刃具钢 129

高速钢 131

模具钢 133

量具钢 138

6.4特殊性能钢 139

不锈钢 139

耐热钢 142

其它特殊钢 144

6.5粉末冶金和硬质合金 145

粉末冶金材料 145

硬质合金 146

第7章 铸铁 148

7.1概述 148

铸铁的成分及性能特点 148

铸铁的石墨化及其影响因素 148

铸铁的分类 150

7.2灰铸铁 151

普通灰铸铁的化学成分、组织、性能和用途 151

灰铸铁的变质处理——变质铸铁 153

灰铸铁的热处理 153

7.3可锻铸铁 154

可锻铸铁的成分 155

可锻铸铁的退火与组织 155

7.4球墨铸铁 156

球墨铸铁的成分、组织、性能及用途 157

球墨铸铁的热处理 158

7.5特殊性能铸铁 160

耐磨铸铁 160

耐热铸铁 161

耐蚀铸铁 162

第8章 非铁金属材料 163

8.1铝及铝合金 163

工业纯铝 163

铝合金的分类 163

铝合金的强化 165

铸造铝合金 167

变形铝合金 173

8.2铜及铜合金 176

纯铜 176

黄铜 177

青铜 183

8.3轴承合金 190

轴承合金的性能要求 190

常用的轴承合金 191

8.4钛及钛合金 194

纯钛 194

钛合金化 194

工业用钛合金 195

钛合金的热处理 197

8.5镁及镁合金 199

镁及镁合金 199

镁的应用 202

镁的精炼与镁锭 202

镁锭的表面处理 206

第9章 其它常用工程材料 210

9.1高分子材料 210

高分子材料的基本特征 210

高分子材料的结构 213

高分子材料的性能 216

高分子材料的成形加工方法 217

常用高分子工程材料 217

9.2陶瓷材料 221

陶瓷材料概述 221

陶瓷材料结构特点 221

陶瓷材料的性能特点 223

常用工程结构陶瓷材料 225

陶瓷在工程应用中应注意的问题 229

陶瓷材料与环境协调性 230

9.3复合材料 231

复合材料的分类 231

复合材料的性能特点 233

复合材料的类型 234

复合材料的应用 236

9.4纳米材料 238

纳米科学技术发展 238

纳米结构材料的特点 239

纳米材料的应用 240

附录 实验 245

实验一 金相显微镜的基本原理、构造和使用 245

实验二 金相试样的制备 251

实验三 铁碳合金的平衡组织观察 255

实验四 金属材料的硬度实验 262

实验五 碳钢的热处理 269

实验六 碳钢热处理后的显微组织观察 274

参考文献 280