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绪论 1

第一章 金属的晶体结构与结晶 3

第一节 金属的晶体结构 3

一、晶体基础 3

二、典型的金属晶体结构 3

三、典型晶格的致密度和配位数 6

四、晶面、晶向和晶体的各向异性 6

第二节 实际金属的晶体结构 9

一、多晶体结构和亚结构 9

二、实际金属晶体缺陷 9

一、结晶基础 11

第三节 纯金属的结晶与铸锭组织 11

二、结晶过程 12

三、金属结晶后晶粒的大小 13

四、金属铸锭组织 14

第二章 合金的相结构与二元合金相图 16

第一节 固态合金中的相结构 16

一、固溶体 16

二、中间相 19

第二节 二元合金相图的建立 23

一、相图的意义及其名词的涵义 23

二、相图的基本知识 23

二、合金的平衡结晶过程 26

一、匀晶相图分析 26

第三节 匀晶相图 26

三、二元相图的杠杆定律 27

四、固溶体合金中的枝晶偏析 28

第四节 二元共晶相图 28

一、相图分析 28

二、共晶系合金的平衡结晶及组织 29

三、伪共晶和比重偏析 32

第五节 二元包晶相图 33

一、相图分析 33

二、包晶反应 33

一、具有其他恒温转变的相图 34

第六节 其他类型的二元系合金相图 34

二、形成稳定中间相的相图 35

第七节 相图与性能的关系 36

一、根据相图判断材料的力学性能和物理性能 36

二、根据相图判断合金的工艺性能 36

第三章 铁碳合金 38

第一节 铁碳合金的组元分析 38

一、纯铁 38

二、渗碳体(Fe_3C) 38

第二节 Fe-Fe_3C相图分析 39

第三节 铁碳合金平衡结晶分析 40

一、工业纯铁 40

二、钢 41

三、白口铸铁 44

第四节 Fe-Fe_3C相图的应用 48

一、Fe-Fe_3C相图在选材上的应用 49

二、Fe-Fe_3C相图在制定热加工工艺方面的应用 49

第五节 碳钢及其牌号 50

一、常存杂质元素对碳钢性能的影响 50

二、碳钢的分类 51

三、碳钢的牌号、性能及用途 52

第四章 金属材料的塑性变形与再结晶 57

第一节 金属材料的塑性变形特性 57

一、金属材料变形特性 57

二、单晶体金属的塑性变形 57

三、多晶体金属的塑性变形 60

四、合金体的塑性变形 61

第二节 塑性变形对组织和性能的影响 62

一、纤维组织的产生 62

二、晶粒破碎，位错密度增大，产生加工硬化 62

三、织构现象的产生 63

四、残余内应力的产生 64

第三节 回复与再结晶 64

一、回复 64

二、再结晶 65

三、晶粒长大 65

四、影响再结晶后晶粒大小的因素 65

一、热加工与冷加工的区别 67

第四节 金属材料的热加工 67

二、热加工对材料的组织和性能的影响 68

第五章 钢的热处理 69

第一节 概述 69

第二节 钢在加热时的转变 70

一、奥氏体的形成过程 70

二、影响奥氏体形成速度的因素 71

三、奥氏体晶粒的长大及其影响因素 72

第三节 过冷奥氏体的转变产物及性能 73

一、珠光体类型组织转变 73

二、贝氏体类型组织转变 75

三、马氏体类型组织转变 77

一、过冷奥氏体等温转变曲线图 81

第四节 过冷奥氏体转变曲线图 81

二、过冷奥氏体连续冷却转变图 83

第五节 钢的退火和正火 85

一、退火、正火的定义、目的和分类 85

二、退火和正火操作及其应用 86

第六节 钢的淬火 90

一、淬火的定义和目的 90

二、淬火温度的选择 91

三、淬火介质 91

四、常用的淬火方法 93

五、几种淬火新工艺的发展及应用 94

一、淬透性的基本概念 96

六、淬火缺陷 96

第七节 钢的淬透性 96

二、淬透性的测定及表示方法 97

三、淬透性的实际意义 98

第八节 钢的回火 100

一、回火的目的 100

二、淬火钢在回火时的转变 100

三、回火的种类 102

第九节 钢的表面淬火 103

一、感应加热表面淬火 103

二、火焰加热表面淬火 104

第十节 钢的化学热处理 105

一、钢的渗碳 106

二、钢的渗氮 109

三、钢的中温碳氮共渗 111

四、钢的低温气体氮碳共渗 112

第六章 合金钢与粉末冶金 113

第一节 概论 113

第二节 钢中合金元素的作用 113

一、合金元素对钢中基本相的影响 113

二、合金元素在钢中的分布 114

三、合金元素对Fe-Fe_3C相图的影响 115

四、合金元素对热处理工艺的影响 116

第三节 合金结构钢 119

一、合金结构钢的分类及编号 119

五、合金钢的分类 119

二、低合金高强度结构钢 120

三、易切削钢 121

四、渗碳钢 123

五、渗氮钢 127

六、调质钢 128

七、弹簧钢 134

八、滚动轴承钢 136

第四节 合金工具钢 139

一、刃具钢 140

二、模具钢 147

三、量具钢 149

一、不锈钢 152

第五节 特殊性能钢 152

二、耐热钢 157

三、耐磨钢 160

第六节 粉末冶金 161

一、粉末冶金 161

二、硬质合金 164

第七章 铸铁 167

第一节 概述 167

一、铸铁的成分及性能特点 167

二、铸铁的石墨化及其影响因素 167

三、铸铁的分类 169

一、普通灰铸铁的化学成分与组织 170

第二节 灰铸铁 170

二、灰铸铁的变质处理——变质铸铁 172

三、灰铸铁的热处理 172

第三节 可锻铸铁 173

一、可锻铸铁的成分 173

二、可锻铸铁的退火与组织 174

第四节 球墨铸铁 175

一、球墨铸铁的成分与制造工艺 175

二、球墨铸铁的性能 176

三、球墨铸铁的热处理 177

第五节 特殊性能铸铁 179

一、耐磨铸铁 179

二、耐热铸铁 180

三、耐蚀铸铁 181

第八章 有色金属及其合金 182

第一节 铝及铝合金 182

一、工业纯铝 182

二、铝合金的分类 182

三、铝合金的强化 184

四、铸造铝合金 186

五、变形铝合金 192

第二节 铜及铜合金 195

一、纯铜 195

二、黄铜 195

三、青铜 201

第三节 轴承合金 207

一、轴承合金的性能要求 207

二、常用的轴承合金 208

第四节 钛及钛合金 211

一、纯钛 211

二、钛合金化 211

三、工业用钛合金 212

四、钛合金的热处理 214

第九章 其他常用工程材料 217

第一节 高分子材料 217

一、高分子材料的基本概念 217

二、高分子材料的结构及构象 219

三、高分子材料的性能 222

四、常用高分子材料 223

第二节 陶瓷材料 227

一、陶瓷的结构特点 227

二、陶瓷材料的性能特点 229

三、常用工程陶瓷 231

第三节 复合材料 235

一、概述 235

二、纤维增强复合材料 237

三、层状复合材料 241

参考文献 242