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绪论 1

第1章　金属的性能 3

1.1　金属的物理性能和化学性能 3

1.1.1　金属的物理性能 3

1.1.2　金属的化学性能 6

1.2　金属的力学性能 7

1.2.1 强度 8

1.2.2　塑性 11

1.2.3　硬度 12

1.2.4　韧性 15

1.2.5　疲劳强度 18

1.3　金属的工艺性能 20

习题 21

第2章　纯金属与合金的晶体结构 22

2.1　纯金属的晶体结构 22

2.1.1 晶体结构 22

2.1.2　常见的晶格类型 23

2.1.3　金属晶体结构的缺陷 24

2.2　合金的晶体结构 25

2.2.1　合金的基本概念 25

2.2.2　合金的结构 26

习题 27

3.1.2　纯金属的结晶过程 28

3.1.1　纯金属的冷却曲线及过冷度 28

第3章　纯金属与合金的结晶 28

3.1　纯金属的结晶 28

3.1.3　晶粒大小对金属力学性能的影响 29

3.2　合金的结晶 30

3.2.1　二元合金相图的建立 31

3.2.2　铅锑二元合金相图分析 31

习题 33

第4章　金属的塑性变形与再结晶 34

4.1　金属的塑性变形 34

4.1.1　单晶体的塑性变形 34

4.1.2　多晶体的塑性变形 35

4.2　冷塑性变形对金属性能与组织的影响 36

4.3　回复与再结晶 38

4.3.1 回复 38

4.3.2　再结晶 39

4.3.3　晶粒长大 39

4.4　金属的热塑性变形 39

4.4.1　热加工与冷加工的区别 39

4.4.2　热加工对金属组织和性能的影响 40

习题 41

5.1.1　纯铁的同素异构转变 42

第5章　铁碳合金相图与碳素钢 42

5.1　铁碳合金的组织 42

5.1.2　铁碳合金的基本相 43

5.2　铁碳合金相图 45

5.2.1 Fe-Fe3C相图分析 46

5.2.2　铁碳合金的分类 47

5.2.3　典型铁碳合金的结晶过程 47

5.2.4　含碳量对钢组织和性能的影响 52

5.2.5　Fe-Fe3C相图的应用 53

5.3　碳素钢 54

5.3.1 常存元素对钢性能的影响 54

5.3.2　碳素钢的分类 55

5.3.3　碳素钢的牌号及用途 56

习题 60

第6章　钢的热处理 61

6.1　概述 61

6.2　钢在加热时的转变 62

6.2.1　钢在加热时的组织转变 62

6.2.2　奥氏体晶粒长大 63

6.2.3　加热时常见的缺陷 64

6.3　钢在冷却时的转变 64

6.3.1　过冷奥氏体等温转变 65

6.3.2　过冷奥氏体连续冷却与C曲线的关系 67

6.3.3　过冷奥氏体冷却转变后的组织及性能 68

6.4　退火与正火 71

6.4.1　退火和正火的目的 71

6.4.2　退火和正火工艺及应用 72

6.5　淬火 74

6.5.1　淬火加热温度的选择 74

6.5.2　淬火冷却介质 75

6.5.3　淬火方法 76

6.5.4　淬硬性与淬透性 77

6.5.5　淬火缺陷 79

6.6.2 回火对钢性能的影响 80

6.6 回火 80

6.6.1 回火目的 80

6.6.3 回火时钢的组织变化 81

6.6.4 回火温度 81

6.7　表面淬火 82

6.7.1　火焰加热表面淬火 83

6.7.2　感应加热表面淬火 83

6.8 化学热处理 85

6.8.1　渗碳 85

6.8.2　渗氮（氮化） 88

6.8.3　碳氮共渗 89

6.8.4　其他化学热处理 90

习题 90

第7章　合金钢 91

7.1 合金元素在钢中的主要作用 91

7.2　合金钢的分类和牌号 92

7.2.1　合金钢的分类 92

7.2.2　合金钢的牌号 93

7.3　合金结构钢 94

7.3.1　低合金结构钢 94

7.3.2　合金渗碳钢 95

7.3.3　合金调质钢 96

7.3.4　合金弹簧钢 98

7.3.5　滚动轴承钢 99

7.4　合金工具钢 99

7.4.1　合金刃具钢 100

7.4.2　合金模具钢 102

7.4.3　合金量具钢 103

7.5　特殊性能钢 103

7.5.1　不锈钢 103

7.5.2　耐热钢 104

7.5.3　耐磨钢 104

习题 105

第8章　铸铁 106

8.1　铸铁的石墨化 107

8.1.1　化学成分的影响 107

8.1.2　冷却速度的影响 107

8.2　灰铸铁 108

8.2.1　灰铸铁的组织与性能 108

8.2.2　灰铸铁的孕育处理 109

8.2.3　灰铸铁的牌号及应用 109

8.2.4　灰铸铁的热处理 109

8.3.1 可锻铸铁的组织与性能 110

8.3　可锻铸铁 110

8.3.2　可锻铸铁的牌号及用途 111

8.4　球墨铸铁 112

8.4.1　球墨铸铁的组织与性能 112

8.4.2　球墨铸铁的牌号、性能特点及用途 112

8.4.3　球墨铸铁的热处理 113

8.5　其他铸铁 114

8.5.1　蠕墨铸铁 114

8.5.2　合金铸铁 115

习题 116

9.1　铜及其合金 117

9.1.1　铜 117

第9章　有色金属及硬质合金 117

9.1.2　铜合金 118

9.2　铝及其合金 122

9.2.1　铝 122

9.2.2　铝合金 123

9.2.3　铝合金的热处理 125

9.3　钛及钛合金 125

9.3.1　钛 126

9.3.2　钛合金 126

9.4.1　锡基轴承合金（锡基巴氏合金） 127

9.4　轴承合金 127

9.4.2　铅基轴承合金（铅基巴氏合金） 128

9.4.3　铝基轴承合金 129

9.5　硬质合金 129

9.5.1　硬质合金的性能特点 129

9.5.2　常用的硬质合金 130

习题 131

第10章　金属材料的表面处理简介 132

10.1　金属表面强化处理 132

10.2　金属表面防腐处理 133

10.2.1　金属的腐蚀 133

10.2.2　金属腐蚀的防护方法 133

10.3　金属表面装饰处理 134

习题 135

第11章　高分子材料及其他非金属材料 136

11.1　高分子化合物的基本知识 136

11.1.1 高分子化合物（高聚物）的含义 136

11.1.2 高分子化合物的合成 137

11.1.3　高分子化合物的分类 137

11.1.4　高分子材料的老化与防老化 138

11.2　高分子材料 138

11.2.1 塑料 138

11.2.2　橡胶 141

11.2.4　胶粘剂 143

11.2.3　纤维 143

11.3　陶瓷材料 145

11.3.1 陶瓷的分类与性能 145

11.3.2　常用陶瓷的种类及应用 145

11.4　复合材料 146

11.4.1　复合材料的概念和性能特点 146

11.4.2　复合材料的分类 146

11.4.3　常用复合材料简介 146

习题 147

实验 148

附录 161