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第1章 金属材料的性能 1

1.1 金属材料的力学性能 1

1.1.1 强度 1

1.1.2 塑性 6

1.1.3 硬度 7

1.1.4 冲击韧度 10

1.1.5 疲劳强度 11

1.2 金属材料的物理性能 14

1.3 金属材料的化学性能 15

1.4 金属材料的工艺性能 15

复习思考题 16

第2章 金属材料的基础知识 17

2.1 金属材料的晶体结构 17

2.1.1 晶体结构 17

2.1.2 常见的3种晶格类型 18

2.1.3 晶体结构的3种缺陷 19

2.2 合金的基本结构 21

2.2.1 合金的基本概念 21

2.2.2 合金的相结构 22

2.3 纯金属的结晶 23

2.3.1 纯金属的冷却曲线及过冷现象 24

2.3.2 纯金属的结晶过程 25

2.3.3 晶粒大小对金属力学性能的影响 26

2.3.4 细化晶粒的措施 26

2.4 合金的结晶 27

2.4.1 二元匀晶相图的建立 27

2.4.2 二元共晶相图 28

2.4.3 合金性能与相图的关系 29

复习思考题 31

第3章 金属的塑性变形与再结晶 32

3.1 金属的塑性变形 32

3.1.1 单晶体的塑性变形 32

3.1.2 多晶体的塑性变形 34

3.2 冷塑性变形对金属组织与性能的影响 35

3.2.1 金属组织和结构的变化 35

3.2.2 冷塑性变形引起的残余内应力 37

3.3 冷变形金属在加热时组织与性能的变化 38

3.3.1 回复 38

3.3.2 再结晶 39

3.3.3 晶粒长大 40

3.3.4 影响再结晶退火后晶粒大小的因素 40

3.4 金属的热塑性变形加工 41

3.4.1 热加工的概念 41

3.4.2 热加工对金属组织与性能的影响 41

复习思考题 43

第4章 铁碳合金 44

4.1 纯铁的同素异构转变及铁碳合金的组织 44

4.1.1 纯铁的同素异构转变 44

4.1.2 铁素体 46

4.1.3 奥氏体 46

4.1.4 渗碳体 47

4.1.5 珠光体 47

4.1.6 莱氏体 47

4.2 铁碳合金相图 48

4.2.1 简化后的铁碳合金相图 48

4.2.2 Fe-Fe3C相图中主要点的意义 48

4.2.3 Fe-Fe3C相图中主要线的意义 50

4.2.4 Fe-Fe3C相图中的相区 51

4.3 典型铁碳合金的结晶过程及室温组织 51

4.3.1 铁碳合金的分类 51

4.3.2 共析钢的结晶过程 52

4.3.3 亚共析钢的结晶过程 52

4.3.4 过共析钢的结晶过程 54

4.3.5 共晶白口铸铁的结晶过程 55

4.3.6 亚共晶白口铸铁的结晶过程 56

4.3.7 过共晶白口铸铁的结晶过程 56

4.4 含碳量与铁碳合金组织及性能的关系 58

4.4.1 铁碳合金碳质量分数与组织的关系 58

4.4.2 碳质量分数对力学性能的影响 58

4.4.3 铁碳合金相图的应用 59

4.5 碳素钢 60

4.5.1 钢中的杂质元素对钢性能的影响 60

4.5.2 碳素钢的分类 61

4.5.3 碳素钢的牌号及应用 62

复习思考题 68

第5章 钢的热处理 70

5.1 钢在加热时的组织转变 70

5.1.1 钢的临界温度 70

5.1.2 奥氏体的形成 71

5.1.3 影响奥氏体形成的因素 72

5.1.4 奥氏体晶粒大小及影响因素 72

5.2 钢在冷却时的组织转变 74

5.2.1 过冷奥氏体的等温转变图 75

5.2.2 过冷奥氏体等温转变过程、产物及性能 77

5.2.3 影响C曲线的因素 85

5.2.4 过冷奥氏体连续冷却曲线与C曲线的关系 88

5.3 钢的退火与正火 90

5.3.1 退火 90

5.3.2 正火 92

5.4 钢的淬火 94

5.4.1 淬火的目的 94

5.4.2 淬火的加热温度和保温时间 95

5.4.3 淬火冷却介质 96

5.4.4 常用的淬火方法 97

5.4.5 钢的淬透性与淬硬性 99

5.4.6 淬火缺陷 103

5.5 钢的回火 104

5.5.1 回火时组织和性能的变化 104

5.5.2 回火的分类及应用 107

5.5.3 钢的回火脆性 108

5.6 钢的表面热处理 108

5.6.1 感应加热表面淬火 109

5.6.2 火焰加热表面淬火 110

5.7 化学热处理 110

5.7.1 化学热处理的概念及基本过程 110

5.7.2 钢的渗碳 111

5.7.3 钢的渗氮（氮化） 114

5.7.4 钢的碳氮共渗 116

5.7.5 渗硼 117

5.7.6 渗金属 118

5.8 热处理新技术简介 120

5.8.1 可控气氛热处理 120

5.8.2 真空热处理 121

5.8.3 激光热处理 121

5.8.4 离子注入 121

5.9 热处理工艺的应用 122

5.9.1 热处理的技术条件 122

5.9.2 热处理的工序位置 124

5.9.3 热处理零件的结构工艺性 125

复习思考题 126

第6章 合金钢 128

6.1 合金元素在钢中的作用 128

6.1.1 强化铁素体 128

6.1.2 形成合金碳化物 128

6.1.3 细化晶粒 129

6.1.4 提高钢的淬透性 130

6.1.5 提高钢的回火稳定性 130

6.2 合金钢的分类及牌号 131

6.2.1 合金钢的分类 131

6.2.2 合金钢的牌号 132

6.3 合金结构钢 133

6.3.1 低合金结构钢 133

6.3.2 合金渗碳钢 136

6.3.3 合金调质钢 137

6.3.4 合金弹簧钢 141

6.3.5 滚动轴承钢 142

6.4 合金工具钢 146

6.4.1 合金刃具钢 146

6.4.2 合金量具钢 156

6.5 特殊性能钢 157

6.5.1 不锈钢 157

6.5.2 耐热钢 162

6.5.3 耐磨钢 165

复习思考题 166

第7章 铸铁 167

7.1 铸铁的分类 167

7.2 铸铁的石墨化及影响因素 168

7.2.1 成分的影响 168

7.2.2 冷却速度的影响 169

7.3 灰铸铁 169

7.3.1 灰铸铁的组织与性能 169

7.3.2 灰铸铁的孕育处理 170

7.3.3 灰铸铁的牌号及用途 171

7.3.4 灰铸铁的热处理 171

7.4 可锻铸铁 172

7.4.1 可锻铸铁的生产过程 172

7.4.2 可锻铸铁的组织与性能 172

7.4.3 可锻铸铁的牌号及用途 173

7.5 球墨铸铁 174

7.5.1 球墨铸铁的生产过程 174

7.5.2 球墨铸铁的组织与性能 174

7.5.3 球墨铸铁的牌号及用途 175

7.5.4 球墨铸铁的热处理 176

7.6 蠕墨铸铁 177

7.7 合金铸铁 177

7.7.1 耐磨铸铁 177

7.7.2 耐热铸铁 178

7.7.3 耐蚀铸铁 179

复习思考题 180

第8章 有色金属及其合金 181

8.1 铜及其合金 181

8.1.1 铜 181

8.1.2 铜合金 182

8.2 铝及其合金 187

8.2.1 铝 187

8.2.2 铝合金 188

8.3 轴承合金 193

8.3.1 锡基轴承合金（锡基巴氏合金） 194

8.3.2 铅基轴承合金（铅基巴氏合金） 195

8.3.3 铝基轴承合金 196

8.4 硬质合金 197

8.4.1 硬质合金的性能特点 197

8.4.2 常用的硬质合金 197

8.5 钛及钛合金 199

8.5.1 钛 199

8.5.2 钛合金 200

复习思考题 204

第9章 模具材料综述 205

9.1 模具与模具材料的应用 205

9.1.1 模具在工业生产中的作用与地位 205

9.1.2 模具的特点 206

9.1.3 模具材料的工艺要求与特点 206

9.2 模具及模具材料的分类 206

9.2.1 模具的分类 207

9.2.2 模具材料的分类 207

9.3 模具材料的性能要求 207

9.3.1 模具材料的使用性能要求 208

9.3.2 模具材料的工艺性能要求 209

9.4 模具失效与模具使用寿命 210

9.4.1 模具的失效形式 210

9.4.2 模具的失效分析 210

9.4.3 模具的失效机理形式分析 212

9.4.4 影响模具寿命的基本因素 214

复习思考题 218

第10章 冷作模具材料 219

10.1 冷作模具材料的工作条件与性能要求 219

10.1.1 冲裁模 219

10.1.2 变形模 220

10.1.3 冷挤压模 221

10.1.4 冷镦模 222

10.2 冷作模具用钢 222

10.2.1 低淬透性冷作模具钢 223

10.2.2 低变形冷作模具钢 224

10.2.3 高耐磨微变形冷作模具钢 225

10.2.4 高强度高耐磨冷作模具钢 227

10.2.5 高强韧性冷作模具钢 227

10.2.6 高耐磨、高韧性冷作模具钢 230

10.2.7 抗冲击冷作模具钢 231

10.2.8 其他类型冷作模具钢 232

10.3 冷作模具材料的选用 233

10.3.1 冷作模具钢的选用原则 233

10.3.2 常用冷作模具钢的选用 234

10.4 冷作模具钢的热处理 240

10.4.1 常用冷作模具钢的热处理工艺 240

10.4.2 冷作模具钢的热处理特点 241

复习思考题 242

第11章 塑料模具材料 243

11.1 塑料模具的工作条件及失效形式 243

11.1.1 塑料模具的工作条件 243

11.1.2 塑料模具的失效形式 244

11.2 塑料模具材料的主要性能要求 245

11.2.1 塑料模具材料的使用性能要求 245

11.2.2 塑料模具材料的工艺性能要求 246

11.3 塑料模具用钢 247

11.3.1 碳素型塑料模具钢 249

11.3.2 渗碳型塑料模具钢 250

11.3.3 淬硬型塑料模具钢 252

11.3.4 预硬型塑料模具钢 252

11.3.5 时效硬化型塑料模具钢 254

11.3.6 耐蚀塑料模具钢 256

11.4 塑料模具材料的选用 257

11.4.1 选材的基本要求 257

11.4.2 选择模具材料时应考虑的因素 258

复习思考题 258

第12章 热作模具材料 260

12.1 热作模具钢 260

12.1.1 热作模具钢的主要性能要求 260

12.1.2 热作模具钢的分类及化学成分 261

12.2 热锻模 263

12.2.1 锤锻模工作条件及主要失效形式 263

12.2.2 锤锻模的性能要求 263

12.2.3 锤锻模用钢 263

12.2.4 锤锻模选材 265

12.3 热挤压模 267

12.3.1 工作条件及主要失效形式 267

12.3.2 热挤压模具性能要求 267

12.3.3 热挤压模用钢 267

12.3.4 热挤压模具钢的选材 269

12.4 压铸模 270

12.4.1 工作条件和失效形式 271

12.4.2 压铸模用钢 271

12.5 热冲裁模 272

12.5.1 热冲裁模的主要性能要求和失效形式 273

12.5.2 热冲裁模用钢 273

12.6 热作模具钢的热处理 274

复习思考题 275

第13章 模具表面工程技术 276

13.1 模具表面工程技术概述 276

13.1.1 表面工程技术的概念 276

13.1.2 表面工程技术的发展 276

13.1.3 表面工程技术的意义和目的 277

13.2 模具表面的涂镀技术 278

13.2.1 电镀 278

13.2.2 电刷镀 279

13.2.3 化学镀 281

13.2.4 热喷涂 281

13.2.5 热浸镀 284

13.2.6 气相沉积技术 284

13.3 模具表面的其他强化技术 289

13.3.1 激光表面强化技术 289

13.3.2 电子束表面强化 290

13.3.3 离子注入表面处理 292

复习思考题 292

附录 293

参考文献 298