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上篇 金属材料与热处理基础知识 3

第1章 金属材料的性能 3

1.1 金属材料的力学性能 3

1.1.1 强度 4

1.1.2 塑性 7

1.1.3 硬度 9

1.1.4 冲击韧性 14

1.1.5 疲劳强度 17

1.2 金属材料的物理性能与化学性能 18

1.2.1 金属材料的物理性能 18

1.2.2 金属材料的化学性能 20

1.3 金属材料的工艺性能 21

1.3.1 铸造性能 21

1.3.2 锻造性能 21

1.3.3 焊接性能 22

1.3.4 热处理性能 22

1.3.5 切削加工性能 22

1.3.6 冲压性能 22

练习题 23

第2章 金属的晶体结构与结晶 23

2.1 金属的晶体结构 25

2.1.1 晶体结构的基本知识 25

2.1.2 常见金属的晶格类型 26

2.1.3 实际金属的晶体结构 26

2.1.4 合金的组织结构 30

2.2 金属的结晶 32

2.2.1 金属结晶的条件 32

2.2.2 纯金属的结晶过程 33

2.2.3 细化晶粒的方法 34

2.3 金属的塑性变形与再结晶 35

2.3.1 金属的塑性变形 35

2.3.2 冷塑性变形对金属性能与组织的影响 38

2.3.3 塑性变形后的金属在加热时的组织和性能变化 39

2.3.4 金属的热塑性变形 41

练习题 43

第3章 铁碳合金 45

3.1 纯铁的同素异晶转变 45

3.2 铁碳合金的基本组织 46

3.3 铁碳合金相图 48

3.3.1 Fe—Fe3C相图中的点和线的含义 49

3.3.2 铁碳合金的分类 50

3.3.3 典型铁碳合金的平衡结晶过程 51

3.3.4 含碳量对钢组织和性能的影响 54

3.3.5 铁碳合金相图的应用 55

3.4 碳素钢 57

3.4.1 常存元素对碳素钢性能的影响 57

3.4.2 碳钢的分类 58

3.4.3 碳素钢的编号和用途 59

3.4.4 钢的火花鉴别 63

练习题 67

第4章 钢的热处理 69

4.1 概述 69

4.2 钢在加热和冷却时的组织转变 70

4.2.1 钢在加热和冷却时的临界点 70

4.2.2 钢在加热时的组织转变 71

4.2.3 钢在冷却时的组织转变 73

4.3 钢的退火和正火 78

4.3.1 退火 78

4.3.2 正火及其应用 79

4.4 钢的淬火与回火 80

4.4.1 淬火 80

4.4.2 回火 85

4.5 钢的表面热处理 88

4.5.1 钢的表面淬火 89

4.5.2 钢的化学热处理 90

练习题 93

第5章 铸铁 96

5.1 概述 96

5.1.1 铸铁的分类 96

5.1.2 铸铁的石墨化及影响石墨化的因素 97

5.2 灰铸铁 98

5.2.1 灰铸铁的组织和性能特点 98

5.2.2 灰铸铁的孕育处理 99

5.2.3 灰铸铁的牌号和用途 99

5.2.4 灰铸铁的热处理 100

5.3 可锻铸铁 101

5.3.1 可锻铸铁的组织和性能特点 102

5.3.2 可锻铸铁的生产 102

5.3.3 可锻铸铁的牌号和用途 103

5.4 球墨铸铁 104

5.4.1 球墨铸铁的组织和性能特点 104

5.4.2 球墨铸铁的牌号和用途 105

5.4.3 球墨铸铁的热处理 106

5.5 蠕墨铸铁和新型合金铸铁 107

5.5.1 蠕墨铸铁 107

5.5.2 新型合金铸铁 108

练习题 109

第6章 合金钢 110

6.1 合金元素在钢中的主要作用 110

6.2 合金钢的分类与牌号 112

6.2.1 合金钢的分类 112

6.2.2 合金钢的牌号 112

6.3 合金结构钢 114

6.3.1 低合金高强度结构钢 114

6.3.2 合金渗碳钢 116

6.3.3 合金调质钢 118

6.3.4 合金弹簧钢 121

6.3.5 滚动轴承钢 123

6.4 合金工具钢 124

6.4.1 合金刃具钢 125

6.4.2 模具钢 128

6.4.3 量具钢 131

6.5 特殊性能钢及硬质合金 133

6.5.1 不锈钢 133

6.5.2 耐热钢 134

6.5.3 耐磨钢 136

6.5.4 硬质合金 136

练习题 140

第7章 有色金属 142

7.1 铜及铜合金 142

7.1.1 工业纯铜 142

7.1.2 黄铜 143

7.1.3 青铜 145

7.2 铝及铝合金 148

7.2.1 纯铝 148

7.2.2 铝合金的分类 148

7.2.3 变形铝合金 149

7.2.4 铸造铝合金 151

7.3 钛及钛合金 152

7.3.1 工业纯钛 152

7.3.2 钛合金 155

7.4 轴承合金 156

7.4.1 概述 156

7.4.2 常用巴氏合金 157

7.4.3 铜基轴承合金 159

7.4.4 铝基轴承合金 160

练习题 161

下篇 模具材料及热处理第8章 模具材料的选择 161

8.1 模具及模具材料的分类 165

8.1.1 模具的分类 165

8.1.2 模具材料的分类 166

8.2 模具材料的性能要求 168

8.2.1 冷作模具钢的性能要求 168

8.2.2 热作模具钢的性能要求 170

8.2.3 塑料模具钢的性能要求 171

8.3 模具材料的选择 172

8.3.1 模具选材原则 172

8.3.2 冷作模具的选材 173

8.3.3 热作模具的选材 174

8.3.4 塑料模具的选材 175

练习题 176

第9章 冷作模具用钢及热处理 176

9.1 冷作模具用钢的性能和应用 178

9.1.1 碳素冷作模具钢 178

9.1.2 高碳低合金冷作模具钢 179

9.1.3 高耐磨冷作模具钢 180

9.1.4 耐冲击冷作模具钢 184

9.1.5 冷作模具用硬质合金及钢结硬质合金 186

9.2 冷作模具钢的热处理 187

9.2.1 冷作模具制造工艺路线 188

9.2.2 冷作模具钢的基本热处理工序 188

9.2.3 碳素冷作模具钢的热处理 189

9.2.4 高碳低合金冷作模具钢热处理 195

9.2.5 高耐磨冷作模具钢的热处理 198

9.2.6 耐冲击冷作模具钢的热处理 210

9.2.7 钢结硬质合金的热处理 214

9.3 新型冷作模具钢的发展和应用 215

练习题 217

第10章 热作模具用钢及热处理 217

10.1 热作模具用钢的特性和应用 219

10.1.1 低耐热高韧性热作模具钢 219

10.1.2 中耐热韧性热作模具钢 221

10.1.3 高耐热性热作模具钢 222

10.1.4 特殊用途热作模具钢 224

10.2 热作模具钢的热处理 226

10.2.1 低耐热高韧性模具钢的热处理 226

10.2.2 中耐热韧性模具钢的热处理 232

10.2.3 高耐热性热作模具钢的热处理 235

10.2.4 特殊用途热作模具钢的热处理 239

练习题 240

第11章 塑料模具用钢及热处理 240

11.1 塑料模具用钢的特性和应用 241

11.1.1 碳素塑料模具钢 241

11.1.2 渗碳型塑料模具钢 242

11.1.3 预硬化型塑料模具钢 244

11.1.4 时效硬化型塑料模具钢 247

11.1.5 耐腐蚀型塑料模具钢 249

11.2 塑料模具钢的热处理 250

11.2.1 碳素塑料模具钢的热处理 251

11.2.2 渗碳型塑料模具钢的热处理 254

11.2.3 预硬化型塑料模具钢的热处理 256

11.2.4 时效硬化型塑料模具钢的热处理 258

11.2.5 耐腐蚀型塑料模具钢的热处理 259

练习题 261

附录 263

附录A 常用值对照、换算表及经验值表 263

表A-1 压痕直径与布氏硬度对照表 263

表A-2 黑色金属硬度及强度换算表 265

表A-3 常用钢的临界点 266

附录B 国内进口模具钢材的钢号、特性及应用 268

表B-1 国内市场销售的美国冷作模具钢简介 268

表B-2 国内市场销售的美国热作模具钢简介 269

表B-3 国内市场销售的美国塑料模具钢简介 269

表B-4 国内市场销售的日本冷作模具钢简介 269

表B-5 国内市场销售的日本热作模具钢简介 271

表B-6 国内市场销售的日本塑料模具钢简介 272

表B-7 国内市场销售的德国冷作模具钢简介 273

表B-8 国内市场销售的德国热作模具钢简介 274

表B-9 国内市场销售的德国塑料模具钢简介 274

表B-10 国内市场销售的奥地利冷作模具钢简介 276

表B-11 国内市场销售的奥地利热作模具钢简介 276

表B-12 国内市场销售的奥地利塑料模具钢简介 277