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绪论 1

一、焊接与熔焊 1

二、熔焊的特点 2

三、焊接技术发展简况 2

四、本教材的主要内容 3

五、本课程教学目的与学习方法 3

第一章　金属学基础 5

第一节　金属材料的性能 5

一、金属的力学性能 5

二、金属的物理性能 11

三、金属的化学性能 13

第二节　金属的晶体结构 13

一、金属的特性 13

二、晶格与晶胞 14

三、常见金属的晶体结构类型 15

四、金属的实际晶体结构与晶体缺陷 15

五、金属的同素异构转变 17

第三节　金属的结晶 17

一、结晶的概念 17

二、金属的结晶过程 18

三、晶核形成与晶粒长大 18

四、控制晶粒大小的措施 18

五、铸锭的结晶结构 19

第四节　合金的结构与结晶 20

一、基本概念 20

二、合金的晶体结构 21

三、合金的结晶特点 23

第五节　铁碳合金相图 23

一、铁碳合金的组元和基本组织 23

二、铁碳合金相图 25

三、铁碳合金分类及平衡组织 27

四、铁碳合金对组织和性能的影响 27

五、铁碳合金相图的应用 28

第六节　金属受力时结构和性能的变化 29

一、金属的塑性变形 29

二、冷变形金属在加热时组织与性能的变化 30

三、金属的热加工与冷加工 31

本章小结 31

习题与思考题 32

（实验一）显微试样的制备实训 33

（实验二）铁碳合金组织观察 33

第二章　钢的热处理基础 35

第一节　概述 35

一、热处理在金属制造业中的作用 35

二、热处理的实质及分类 35

第二节　钢在加热时的组织转变 36

一、奥氏体的形成与长大 36

二、奥氏体晶粒的大小及控制措施 37

第三节　钢在冷却时的组织转变 38

一、过冷奥氏体的等温转变 38

二、过冷奥氏体的连续冷却转变 43

第四节　退火与正火 46

一、钢的退火 46

二、钢的正火 48

第五节　淬火与回火 48

一、淬火 48

二、淬火钢的回火 52

第六节　钢的表面热处理 53

一、表面淬火 53

二、化学热处理 54

本章小结 55

习题与思考题 56

（实验）钢的热处理实训 56

第三章　常用金属材料 58

第一节　钢铁材料概述 58

一、非合金钢 58

二、合金钢 59

三、钢的分类及编号 64

第二节　工程结构用钢 67

一、碳素结构钢 68

二、低合金结构钢 73

第三节　机器零件用钢及工模具用钢 78

一、机器零件用钢 78

二、工模具用钢 82

第四节　铸铁 85

一、铸铁的组织与性能特点 85

二、铸铁的分类 85

三、铸铁的石墨化及其影响因素 86

四、灰铸铁 88

五、球墨铸铁 89

第五节　非铁金属 90

一、铝及铝合金 91

二、铜及铜合金 94

三、钛及钛合金 96

本章小结 98

习题与思考题 98

第四章　焊接冶金基础 101

第一节　焊接热过程 101

一、焊接热源 101

二、焊接温度场 102

三、影响焊接温度场的因素 102

四、焊接热循环 105

五、焊接热过程在生产中的应用 106

第二节　焊缝金属的构成 107

一、焊条的加热与熔化 107

二、母材的熔化与熔池 109

三、焊缝金属的熔合比 110

第三节　焊接化学冶金的特点 112

一、焊接化学冶金过程的特点 112

二、焊接时对焊接区的保护 112

三、焊接化学冶金反应区的主要反应 113

四、焊接参数的变化对焊接化学冶金的影响 114

第四节　焊接熔渣 115

一、熔渣的作用 115

二、熔渣的分类 115

三、熔渣的碱度 115

四、熔渣的物理性能 116

第五节　有害元素对焊缝金属的作用及其控制 117

一、氢对焊缝金属的作用及其控制 117

二、氮对焊缝金属的作用及其控制 119

三、氧的作用与焊缝金属的脱氧 120

四、焊缝金属中硫、磷的危害及控制 125

第六节　焊缝金属的合金化 127

一、焊缝金属合金化的目的 127

二、焊缝金属合金化的方式 127

三、合金元素的过渡系数及其影响因素 127

第七节　焊缝的组织与性能 130

一、焊缝金属的结晶 130

二、焊缝金属的偏析 131

三、焊缝金属的固态相变组织和性能 133

四、改善焊缝组织与性能的途径 134

第八节　焊接热影响区 135

一、焊接热影响区的组织 136

二、焊接热影响区力学性能变化及改善 138

本章小结 141

习题与思考题 141

（实验一）焊条熔化系数与熔敷系数的测定 142

（实验二）熔敷金属扩散氢的测定 143

（实验三）焊接接头金相组织观察 144

第五章　焊接材料 146

第一节　焊条 146

一、焊条的分类 146

二、焊条的型号与牌号 148

三、焊芯 150

四、焊条药皮 151

五、焊条的工艺性能 155

六、焊条的冶金性能 157

七、焊条的选用原则 159

八、焊条的使用及保管 161

第二节　焊丝 162

一、焊丝分类 162

二、实芯焊丝 162

三、药芯焊丝 165

第三节　焊剂 168

一、焊剂的作用及其要求 168

二、焊剂的分类 169

三、焊剂的型号与牌号 170

四、常用焊剂的性能及用途和焊丝的选用 173

第四节　焊接用气体 175

一、常用焊接气体的性质及技术要求 176

二、焊接用气体的选择与使用 178

第五节　焊接材料的历史与发展 180

一、我国焊接材料发展及现状 180

二、我国焊接材料发展的特点 180

三、今后我国焊接材料的发展趋向 181

本章小结 182

习题与思考题 182

第六章　焊接冶金缺陷的产生与防止 184

第一节　焊接缺陷的种类 184

一、焊接工艺缺陷 184

二、气孔的分类及特征 186

三、固体夹杂的分类及特征 186

四、焊接裂纹 187

第二节　气孔与夹杂 188

一、气孔产生的原因 188

二、影响气孔形成的因素 190

三、防止气孔产生的措施 192

四、焊缝中的夹杂物 192

第三节　结晶裂纹 193

一、结晶裂纹的特征 193

二、结晶裂纹形成的原因 194

三、影响结晶裂纹形成的因素 194

四、防止结晶裂纹产生的措施 195

第四节　焊接冷裂纹 197

一、冷裂纹的特征 197

二、形成冷裂纹的基本因素及其影响因素 199

三、防止冷裂纹产生的措施 199

第五节　其他焊接裂纹 200

一、高温液化裂纹 200

二、再热裂纹 202

三、层状撕裂 203

本章小结 205

习题与思考题 205

参考文献 207