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目录 1

绪论 1

第一章　金属的晶体结构与结晶 4

§1-1　金属的晶体结构 4

一、晶体与非晶体 4

二、金属的特性和金属键 4

三、金属晶体结构的基本类型 5

四、晶格的致密度 7

五、晶面、晶向和晶体的各向异性 8

§1-2　实际金属的晶体结构 9

一、多晶体结构和亚结构 9

二、晶体的缺陷 10

一、纯金属的冷却曲线和过冷现象 13

§1-3　纯金属的结晶和铸锭 13

二、结晶过程 14

三、金属结晶后的晶粒大小 16

四、金属铸锭的组织与性能 17

§1-4　金属的同素异晶转变 18

习题与思考题 19

第二章　金属的塑性变形与再结晶 21

§2-1　金属的塑性变形 21

一、单晶体的塑性变形 21

二、多晶体的塑性变形 26

§2-2　冷塑性变形加工对金属的性能与组织的影响 26

一、冷塑性变形对金属性能的影响 27

二、冷塑性变形对金属组织结构的影响 27

三、产生残余应力 29

二、再结晶 31

一、回复 31

§2.3　回复与再结晶 31

三、晶粒长大 32

四、影响再结晶后晶粒大小的因素 33

五、冷塑性变形金属的热处理 34

§2-4　金属的热塑性变形加工 35

一、热加工与冷加工的区别 35

二、热加工对金属组织与性能的影响 35

习题与思考题…………………………………？第三章　合金的结构与二元合金 39

§3-1　合金的结构 39

一、合金的基本概念 39

二、合金的相结构 39

§3-2　二元合金相图的建立 43

一、相图的表示方法 44

二、二元合金相图的测定方法 44

一、相图分析 45

§3-3　二元匀晶相图 45

二、合金结晶过程分析 46

三、杠杆定律的应用 47

四、枝晶偏析 48

§3-4　二元共晶相图 48

一、相图分析 49

二、合金的结晶过程分析 50

三、比重偏析 55

§3-5　合金的性能与相图间的关系 56

一、形成单相固溶体的合金 56

二、形成两相混合物的合金 56

习题与思考题 58

第四章　铁-渗碳体相图 60

二、奥氏体 61

§4-1　铁碳合金的基本相 61

一、铁素体 61

三、渗碳体 62

§4-2　铁-渗碳体相图分析 62

一、上半部分图形——由液态变为固态的一次结晶 62

二、下半部分图形——固态下的相变 64

三、铁-渗碳体相图中各点、线含义的小结 65

§4-3 典型铁碳合金结晶过程及其组织 66

一、共析钢（0.77％C）的结晶过程分析 67

二、亚共析钢（0.0218～0.77％C）的结晶过程分析 67

三、过共析钢（0.77～2.11％C）的结晶过程分析 69

四、共晶白口铸铁（4.3％C）的结 69

晶过程分析 69

六、过共晶白口铸铁（4.3～6.69％C）的结晶过程分析 70

五、亚共晶白口铸铁（2.11～4.3％C）的结晶过程分析 70

§4-4　含碳量与铁碳合金的组织、性能间的关系 71

一、含碳量与平衡组织间的关系 71

二、含碳量与机械性能间的关系 71

§4-5　铁渗-碳体相图的应用 72

一、在选材方面的应用 72

二、在制定热加工工艺方面的应用 72

习题与思考题 73

第五章　钢的热处理 75

§5-1 概述 75

§5-2　钢在加热时的转变 76

一、共析碳钢的奥氏体化过程 76

二、影响奥氏体化的因素 77

三、奥氏体晶粒的长大 78

四、亚共析碳钢和过共析碳钢加热时的转变 80

一、过冷奥氏体的等温转变 81

§5-3　钢在冷却时的转变 81

二、过冷奥氏体的连续冷却转变 90

三、马氏体转变 92

§5-4　钢的退火与正火 96

一、退火 96

二、正火 99

§5-5　钢的淬火 101

一、淬火工艺 101

二、淬火方法 105

三、淬火缺陷及防止方法 107

一、回火目的 111

二、淬火钢的回火转变 111

§5-6　钢的回火 111

三、回火转变产物的组织与性能 112

四、回火的种类及应用 115

五、回火脆性 115

§5-7　钢的淬透性 116

一、淬透性的意义 116

二、影响淬透性的因素 117

三、淬透性的测定与表示方法 118

四、淬透性与机械性能的关系 119

§5-8　钢的表面淬火 119

一、感应加热表面淬火 120

二、火焰加热表面淬火 123

§5-9　钢的化学热处理 123

一、概述 123

二、钢的渗碳 124

三、钢的氮化 128

四、钢的软氮化和离子氮化 130

五、钢的气体碳氮共渗 133

习题与思考题 134

第六章　碳素钢与合金钢 138

一、按用途分类 138

二、按化学成分分类 138

三、按质量分类 138

§6-1　常存杂质对钢性能的影响 139

§6-2　合金元素在钢中的作用 140

一、合金元素对钢中基本相的影响 140

二、合金元素对铁-渗碳体相图的影响 141

三、合金元素对钢热处理的影响 143

§6-3　结构钢 146

一、普通结构钢 146

二、优质结构钢 150

三、其他结构钢 163

§6-4　工具钢 166

一、刃具钢 167

二、模具钢 174

三、量具钢 178

§6-5　特殊性能钢 179

一、不锈耐酸钢 179

二、耐热钢 182

三、耐磨钢 184

习题与思考题 185

第七章　铸铁 187

§7-1　铸铁的石墨化 188

一、铁-碳双重相图 188

三、影响石墨化的因素 189

二、石墨化过程 189

§7-2　灰口铸铁 190

一、灰口铸铁的化学成分、组织和性能 190

二、灰口铸铁的牌号和应用 193

三、灰口铸铁的的孕育处理 193

§7-3 可锻铸铁 194

一、可锻铸铁的生产方法 194

二、可锻铸铁的牌号、组织、性能及用途 196

§7-4　球墨铸铁 196

一、球墨铸铁的生产方法 197

二、球墨铸铁的化学成分、组织和性能 197

三、球墨铸铁的牌号和用途 199

§7-5　合金铸铁 200

二、耐热铸铁 201

一、耐磨铸铁 201

三、耐蚀铸铁 202

§7-6　铸铁的热处理 203

一、铸铁热处理的特点 203

二、灰口铸铁的热处理 204

三、球墨铸铁的热处理 205

习题与思考题 207

第八章　有色金属及粉末冶金材料 209

§8-1　铝及其合金 209

一、工业纯铝 209

二、铝合金分类及热处理 209

三、形变铝合金 212

四、铸造铝合金 214

五、铝合金的选用 216

一、工业纯铜 217

§8-2　铜及其合金 217

二、黄铜 218

三、青铜 221

四、铜合金的选用 223

§8-3　滑动轴承合金 224

一、对轴承合金性能的要求 224

二、轴承合金的组织 225

三、常用的轴承合金 225

§8-4　粉末冶金材料 228

一、粉末冶金法及其应用 228

二、机械制造中常用的粉末冶金材料 228

习题与思考题 232

第九章　机械零件选材及其工艺路线分析 234

§9-1　机械零件选材的原则 234

一、零件使用性能与选材的关系 234

二、材料工艺性与选材的关系 239

三、经济性与选材的关系 245

§9-2　热处理技术条件的标注 246

§9-3　热处理零件的结构工艺性 248

§9-4　热处理工序位置的安排 251

一、预先热处理的工序位置 251

二、最终热处理的工序位置 251

§9-5　典型零件的选材、热处理及工序位置分析 256

一、齿轮类零件 256

二、机床主轴 256

三、机床精密丝杠（一般指5、6、7级丝杠） 258

四、手用丝锥 259

五、冷作模具 260

习题与思考题 263

一、拉力试样 266

附录　金属材料的机械性能 266

§附-1　强度、塑性及其测定 266

二、拉伸图与应力-应变图 267

三、拉力试验测定的各项指标与其意义 268

§附-2　硬度及其测定 270

一、布氏硬度 271

二、洛氏硬度 272

三、维氏硬度和显微硬度 273

§附-3　疲劳 275

一、疲劳的概念 275

二、疲劳抗力指标 276

三、提高疲劳抗力的途径 276

§附-4　冲击韧性及其测定 276

二、冲击试样 277

一、冲击试验原理 277

三、温度对冲击韧性值的影响 278

§附-5　多次冲击抗力 278

一、多次冲击抗力概念 278

二、多次冲击试验原理 279

三、多次冲击抗力的分析与应用 279

习题与思考题 280

附表 281

附表1 淬火钢回火温度与硬度的关系 281

附表2 机械零件常用钢材及热处理方法 282

附表3 布氏硬度换算表 284

附表4 维氏硬度换算表 286

附表5 黑色金属硬度及强度换算表 288

附表6 肖氏与洛氏硬度换算表 291