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第1章 钢铁材料的合金化原理 1

1.1碳钢简介 2

1.1.1碳钢中的常存元素及作用 2

1.1.2碳钢的分类 4

1.1.3碳钢的牌号及用途 5

1.2钢中合金元素与铁和碳的相互作用 7

1.2.1钢中常用的合金元素及在钢中的存在形式 8

1.2.2合金钢中的相 10

1.2.3合金元素与铁的相互作用及对Fe-Fe3 C相图的影响 15

1.2.4合金元素对固溶体中碳活度、扩散系数及奥氏体层错能的影响 20

1.3合金元素对钢的组织转变的影响 21

1.3.1合金元素对钢加热时奥氏体形成过程的影响 21

1.3.2合金元素对钢的过冷奥氏体分解转变的影响 23

1.4合金元素对钢强度、塑性及韧性的影响 33

1.4.1合金元素对钢强度的影响 33

1.4.2合金元素对钢的塑性、韧性的影响 36

1.5合金元素对钢的工艺性能的影响 38

1.5.1合金元素对钢的冷态成形的影响 38

1.5.2合金元素对钢切削加工性的影响 39

1.5.3合金元素对钢焊接性的影响 40

1.5.4合金元素对钢的热处理工艺性能的影响 40

1.6微量元素在钢中的作用 43

1.7合金钢的分类及编号 44

本章小结 45

重要名词解释 46

习题与思考题 48

第2章 工程构件用钢 49

2.1工程构件用钢的工作条件、性能要求及合金化 51

2.1.1工程构件用钢的服役条件与机械性能 51

2.1.2工程构件用钢工艺性能和耐腐蚀性的要求 51

2.2工程构件用钢的合金化 52

2.2.1合金元素对工程构件用钢力学性能的影响 52

2.2.2合金元素对工程构件用钢焊接性和耐大气腐蚀性的影响 54

2.3典型工程构件用钢 55

2.3.1铁素体-珠光体钢 57

2.3.2微珠光体低合金高强度钢 60

2.3.3针状铁素体钢 63

2.3.4低碳贝氏体钢 64

2.3.5铁素体-马氏体双相钢 65

2.3.6低合金高强度钢的发展趋势 66

本章小结 67

重要名词解释 68

习题与思考题 68

第3章 机器零件用钢 70

3.1概述 71

3.1.1机器零件用钢的特点与合金化 71

3.1.2机器零件用钢的强度与脆性 73

3.2渗碳钢 76

3.2.1齿轮的工作条件及性能要求 76

3.2.2渗碳钢的成分特点 77

3.2.3典型渗碳钢的种类、牌号、热处理特点及其应用 78

3.3调质钢 84

3.3.1调质钢的用途、性能要求及组织特点 84

3.3.2调质钢的成分特点 85

3.3.3典型调质钢的种类、牌号、热处理特点及其应用 85

3.3.4调质零件用钢的发展动向 91

3.4弹簧钢 92

3.4.1弹簧钢的用途及性能要求 93

3.4.2弹簧钢的成分特点 93

3.4.3典型弹簧钢的种类、牌号、热处理特点及其应用 94

3.5轴承钢 97

3.5.1轴承钢的服役条件及性能要求 97

3.5.2轴承钢的成分特点 97

3.5.3典型轴承钢的种类、牌号、热处理特点及其应用 98

3.6马氏体型结构钢 104

3.6.1低碳马氏体型结构钢 104

3.6.2低合金中碳马氏体型超高强度结构钢 109

3.6.3马氏体时效钢 111

3.7特殊用途结构钢 114

3.7.1高锰钢 114

3.7.2易切削钢 115

3.7.3钢轨钢 117

本章小结 117

重要名词解释 118

习题与思考题 119

第4章 工模具用钢 120

4.1刃具用钢 122

4.1.1刃具钢的性能要求及成分特点 122

4.1.2碳素刃具钢及低合金刃具钢 123

4.1.3高速工具钢 127

4.2模具用钢 135

4.2.1模具用钢的性能要求及成分特点 136

4.2.2冷作模具钢 137

4.2.3热作模具钢 141

4.3其他类型工具用钢 143

4.3.1量具用钢 143

4.3.2冷轧辊用钢 145

4.3.3塑料模具用钢 146

本章小结 147

重要名词解释 148

习题与思考题 148

第5章 不锈钢 150

5.1概述 151

5.1.1不锈钢的工作条件及其对性能的要求 151

5.1.2金属腐蚀的分类 152

5.1.3金属腐蚀的原理 152

5.1.4金属腐蚀的类型 154

5.1.5不锈钢的分类 155

5.2合金元素对不锈钢组织和性能的影响 156

5.2.1提高钢的耐蚀性的途径 156

5.2.2合金元素对铁的极化和电极电位的影响 156

5.2.3合金元素对不锈钢耐蚀性和基体组织的影响 158

5.2.4合金成分、组织对不锈钢机械性能的影响 161

5.2.5腐蚀介质对钢耐蚀性的影响 162

5.3铁素体不锈钢 163

5.3.1铁素体不锈钢的钢种和成分 163

5.3.2铁素体不锈钢的组织 163

5.3.3铁素体不锈钢的脆性 165

5.3.4铁素体不锈钢的热处理 166

5.4马氏体不锈钢 168

5.4.1马氏体不锈钢的钢种和成分 168

5.4.2马氏体不锈钢的平衡组织 170

5.4.3马氏体不锈钢的热处理 170

5.5奥氏体不锈钢 175

5.5.1奥氏体不锈钢的成分及典型钢种 175

5.5.2奥氏体不锈钢的组织 177

5.5.3奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 177

5.5.4奥氏体不锈钢的热处理 178

5.5.5铬锰氮奥氏体不锈钢 183

5.6双相不锈钢 185

5.6.1奥氏体-铁素体双相不锈钢 185

5.6.2奥氏体-马氏体双相不锈钢 185

本章小结 193

重要名词解释 194

习题与思考题 195

第6章 耐热钢及耐热合金 197

6.1概论 198

6.1.1耐热钢的工作条件和性能要求 198

6.1.2钢的抗氧化性 200

6.1.3钢的热强性 201

6.1.4耐热钢及耐热合金的类型 204

6.1.5耐热钢的合金化 205

6.2抗氧化钢 205

6.2.1铁素体型抗氧化钢 206

6.2.2奥氏体型抗氧化钢 208

6.3热强钢 211

6.3.1珠光体型热强钢 212

6.3.2马氏体型热强钢 214

6.3.3奥氏体型热强钢及合金 214

6.4镍基高温合金 224

本章小结 227

重要名词解释 228

习题与思考题 228

第7章 铸铁 230

7.1铸铁的石墨化及影响因素 231

7.1.1铸铁的石墨化 231

7.1.2影响铸铁组织的因素 233

7.1.3铸铁的分类及各类铸铁的特征 234

7.2控制石墨形态即提方铸的途径 235

7.2.1灰口铸铁中石墨的生长方式 236

7.2.2球状石墨的形成 236

7.2.3蠕虫状石墨的形成 237

7.3灰铸铁 238

7.3.1灰铸铁的成分及组织特点 238

7.3.2灰铸铁的热处理及性能 238

7.4球墨铸铁 241

7.4.1球磨铸铁的成分及组织特点 241

7.4.2球磨铸铁的热处理及性能 242

7.5蠕墨铸铁 244

7.5.1蠕墨铸铁的成分及组织特点 244

7.5.2蠕墨铸铁的热处理及性能 245

7.6可锻铸铁 245

7.7特殊性能铸铁 247

7.7.1耐热铸铁 248

7.7.2耐磨铸铁 248

7.7.3耐蚀铸铁 249

本章小结 250

重要名词解释 250

习题与思考题 251

第8章 铝及铝合金 253

8.1纯铝及其合金化 254

8.1.1纯铝的特性 254

8.1.2铝中的杂质 255

8.1.3纯铝的牌号及用途 257

8.1.4铝的合金化 258

8.1.5铝合金的牌号及状态表示法 260

8.2铸造铝合金 262

8.2.1 A1-Si系铸造合金 262

8.2.2 A1-Cu系铸造合金 264

8.2.3 A1-Mg系铸造合金 265

8.2.4 A1-Zn系铸造合金 265

8.3变形铝合金 266

8.3.1 A1-Mn系变形铝合金（3× ××系） 266

8.3.2 A1-Mg系变形铝合金（5× ××系） 267

8.3.3 A1-Si系变形铝合金（4×××系） 269

8.4铝基复合材料 269

8.4.1基体 270

8.4.2增强体 270

8.4.3主要制备方法 271

本章小结 272

重要名词解释 273

习题与思考题 274

第9章 铜及铜合金 275

9.1铜的特性、微量元素的影响及铜的合金化规律 276

9.1.1工业纯铜的性质 276

9.1.2微量元素及其对铜性能的影响 279

9.1.3铜的合金化原则 280

9.2变形铜合金 281

9.2.1紫铜 281

9.2.2黄铜 283

9.2.3青铜 289

9.2.4白铜 293

9.3铸造铜合金 295

本章小结 298

重要名词解释 299

习题与思考题 299

第10章 镁及镁合金 300

10.1镁的特性及其合金化规律 301

10.1.1金属镁的基本性质 301

10.1.2镁的合金化规律 302

10.1.3镁合金牌号 303

10.2铸造镁合金 304

10.2.1铸造镁合金概述 304

10.2.2铸造镁合金的特性 304

10.2.3 Mg-Al系铸造镁合金 306

10.2.4 Mg-Zn系铸造镁合金 308

10.2.5 Mg-Re系铸造镁合金 309

10.2.6铸造镁合金的热处理 312

10.3变形镁合金 313

10.3.1变形镁合金基本性质 313

10.3.2变形镁合金的合金化 314

10.3.3典型变形镁合金及其性能 317

10.4镁基复合材料及镁合金的发展趋势 319

10.4.1镁基复合材料 319

10.4.2镁合金的发展趋势 320

本章小结 321

重要名词解释 322

习题与思考题 323

第11章 钛及钛合金 324

11.1钛合金概述 325

11.1.1钛的基本性质 326

11.1.2钛合金的分类及主要特点 328

11.2钛的合金化 332

11.2.1钛合金中合金元素的作用 332

11.2.2钛合金的合金化原则 333

11.3钛合金的相变、热处理及力学性能 334

11.3.1钛合金的固态相变 334

11.3.2 TC4钛合金的显微组织及力学性能 334

11.3.3钛合金的常用热处理工艺 336

11.4钛及钛合金的发展与应用 339

本章小结 341

重要名词解释 341

习题与思考题 342

参考文献 343