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绪论 1

前言页 1

第一章 金属的机械性能 3

一、强度指标 3

1. 弹性极限 3

2. 屈服强度 4

3. 抗拉强度 4

4. 弹性模量 4

5. 疲劳强度 5

二、塑性指标 6

三、韧性指标 7

1. 冲击韧性 7

2. 断面收缩率 7

1. 延伸率 7

2. 断裂韧性 8

四、硬度指标 11

1. 布氏硬度 11

2. 洛氏硬度 12

3. 维氏硬度 13

思考题和习题 14

第二章 金属的结构和结晶 15

一、金属的晶体结构 15

1. 金属键 15

3. 常见金属的晶格类型 16

2. 金属晶体结构的基本概念 16

4. 配位数和致密度 18

5. 晶面指数和晶向指数 18

二、实际金属的结构 19

三、纯金属的结晶过程 22

1. 金属结晶的基本规律 22

2. 晶核的形成与长大 24

3. 影响生核和长大的因素及控制晶粒尺寸的方法 24

四、金属铸锭和焊缝的组织 25

1. 铸锭的组织 25

2. 焊缝的组织 26

3. 铸造对金属材料性能的影响 26

思考题和习题 27

4. 定向结晶和单晶 27

第三章 金属的塑性变形与再结晶 29

一、金属的塑性变形 29

1. 金属的变形与断裂 29

2. 单晶体的塑性变形 30

3. 多晶体的塑性变形 32

二、塑性变形对金属组织和性能的影响 34

1. 晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性 34

2. 位错密度的增加、亚结构的形成和加工硬化 34

3. 形变织构的产生 35

4. 内应力的产生 35

三、回复与再结晶 36

1. 变形金属在加热时组织和性能的变化 36

2. 再结晶温度和影响再结晶晶粒大小的因素 38

1. 冷加工与热加工的区别 40

2. 热加工对材料组织和性能的影响 40

四、金属的热加工 40

思考题和习题 42

第四章 合金的结构和结晶 43

一、合金中的相结构 43

1. 合金和相的概念 43

2. 合金中的相结构类型 44

3. 合金的组织 47

二、二元合金相图 47

1. 二元相图的建立 47

2. 基本相图 48

1. 机械性能与相图的关系 55

三、相图与合金性能的关系 55

2. 合金铸造性能与相图的关系 56

思考题和习题 57

第五章 铁碳相图和碳钢 59

一、纯铁、铁碳合金的相结构及其性能 59

1. 纯铁的同素异构转变 59

2. 铁碳合金中的相结构及其性能 59

二、Fe-Fe3C相图分析 60

1. Fe-Fe3C相图上点与线的分析 60

2. 碳钢的组织转变过程 62

3. 白口铸铁的结晶过程 64

4. Fe-Fe3C相图的应用 65

1. 含碳量对钢组织和机械性能的影响 66

三、碳钢 66

2. 钢中常存杂质的影响 67

3. 碳钢的分类 67

4. 碳钢的编号与用途 68

思考题和习题 70

第六章 钢的热处理 72

一、概述 72

二、钢的热处理原理 72

1. 钢在加热时的组织转变 72

2. 钢在冷却时的组织转变 75

三、钢的热处理工艺 82

1. 钢的退火 82

2. 钢的正火 84

3. 钢的淬火 85

4. 钢的回火 91

5. 表面热处理 94

6. 热处理新工艺简介 102

四、热处理的主要缺陷及其防止办法 105

1. 过烧和过热 105

2. 氧化和脱碳 105

3. 变形与开裂 105

思考题和习题 106

第七章 合金钢 109

一、概述 109

2. 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 110

二、钢的合金化 110

1. 合金元素对钢中基本相的影响 110

3. 合金元素对钢热处理的影响 111

三、合金结构钢 114

1. 普通低合金结构钢 114

2. 渗碳钢 116

3. 调质钢 117

4. 弹簧钢 122

5. 滚动轴承钢 125

6. 易切削钢 126

7. 超高强度钢 128

2. 刃具钢 130

1. 工具钢的分类及编号 130

四、工具钢 130

3. 模具钢 138

4. 量具钢 141

五、具有特殊性能的合金钢 142

1. 不锈钢 142

2. 耐热钢与高温合金 150

3. 耐磨钢 158

思考题和习题 160

第八章 铸铁 162

一、概述 162

二、铸铁的石墨化 162

三、铸铁的分类 163

四、灰口铸铁 164

1. 灰口铸铁的化学成分、组织、性能和用途 164

2. 灰口铸铁的孕育处理及孕育铸铁 165

3. 灰口铸铁的热处理 166

五、球墨铸铁 167

1. 球墨铸铁的化学成分、组织和性能 167

2. 球墨铸铁的牌号和用途 168

3. 球墨铸铁的热处理 168

六、可锻铸铁 170

1. 可锻造铸铁的化学成分和组织 170

3. 可锻铸铁的牌号、性能及应用 171

2. 可锻铸铁的石墨化退火 171

七、特殊性能铸铁简介 172

1. 耐热铸铁 172

2. 耐磨铸铁 172

3. 耐蚀铸铁 173

思考题和习题 174

第九章 有色金属 175

一、概述 175

二、铝及铝合金 175

1. 工业纯铝 175

2. 铝合金的分类及热处理 175

3. 变形铝合金 178

4. 铸造铝合金 180

1. 铜合金 184

三、铜合金及滑动轴承合金 184

2. 滑动轴承合金 188

四、钛及钛合金 191

1. 纯钛 191

2. 钛合金的类型及热处理 192

3. 常用钛合金 194

思考题和习题 195

第十章 机械零件选材及热处理工艺的应用 196

一、机械零件的失效形式 196

1. 过量变形 196

3. 表面损伤 197

2. 断裂 197

二、选材的基本原则 198

1. 材料的最终性能应满足零件的技术要求 198

2. 材料的工艺性能良好 199

3. 充分考虑经济性 206

三、热处理工艺性能与零件设计的关系 207

1. 零件结构和夹具的设计 207

2. 预防淬火缺陷的其它办法 208

四、热处理方案的选择和其技术条件的标注 209

1. 热处理方案的选择 209

2. 技术条件的标注 209

2. 调质处理 211

3. 淬火、回火 211

1. 退火和正火 211

五、工艺路线的合理安排 211

六、典型零件选材与工艺分析 212

1. 汽车、拖拉机齿轮 212

2. 机床主轴 212

思考题和习题 213

第十一章 金属的分析与检验方法 215

一、成分分析 215

1. 化学分析 215

2. 火花鉴别 215

3. 光谱分析 216

4. 电子探针 217

2. 显微分析 218

1. 低倍分析 218

二、组织分析 218

三、无损探伤 220

1. 超声波探伤 220

2. 磁力探伤 221

3. 荧光检验 221

4. X射线探伤 222

5. γ射线探伤 222

思考题和习题 223

附录 224

附录一 金属材料及热处理实验指导书 224

附录二 国外钢的牌号编法简介及国内外常用钢牌号对照表 232

附录三 洛氏硬度与其它硬度和强度换算表(GB1172-74) 238

参考文献 242