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前言 1

第一章 钢的组织与性能 2

第一节 钢及其性能 2

一 什么是钢和铁 2

二 钢的常规机械性能 4

第二节 碳钢的显微组织和性能的关系 10

一 含碳量对碳钢组织和性能的影响 10

二 加工状态对钢材组织和性能的影响 14

第三节 金属的晶体结构 16

一 钝铁的晶体结构 16

二 钢中各相的晶体结构 19

三 金属的实际晶体 20

四 金属晶体的结合方式 23

第四节 钢中常存元素的影响 24

一硫 24

二磷 25

三锰 26

四硅 26

五铝 27

六氧 27

七氮 28

八氢 28

第五节 钢中的非金属夹杂物 29

复习思考题 30

第二章 塑性变形与再结晶 32

第一节 金属的变形 32

一 弹性变形 32

二 单晶体的塑性变形 33

三 多晶体的塑性变形 38

四 合金的塑性变形 39

第二节冷塑性变形后金属的组织与性能 40

一 显微组织的改变 40

二 亚结构的变化 41

三 产生内应力 41

四 加工硬化 42

五 变形织构 42

六 应变时效 43

第三节 回复与再结晶 43

一 回复 44

二 再结晶 44

三 晶粒长大 46

第四节 金属的热塑性变形 47

一 热加工的意义和目的 47

二 热加工钢材的组织及对性能的影响 48

三 层状撕裂 50

复习思考题 50

第三章 铁一碳合金相图 51

第一节 纯铁在缓慢加热时的变化 51

一 铁丝加热现象 51

二 纯铁的同素异构转变 51

三α-Fe r-Fe转变时的相变热、体积变化 52

第二节 铁碳合金相图 53

一 铁碳相图的建立 53

二 铁碳相图的分析 54

三 杠杆原理 59

四 典型合金缓慢加热或冷却过程的分析 59

五 铁一碳相图小结 63

第三节 二元合金相图的基本类型和分析方法 65

一 相律及其应用 65

二 二元合金相图的基本类型 66

三 二元合金相图的分析方法 68

复习思考题 69

第四章 焊缝金属的结晶 70

第一节 焊缝金属的凝固现象 71

一 焊接熔池结晶的特殊性 71

二 焊缝凝固组织的特征 71

三 焊接裂缝与凝固组织的关系 72

第二节 焊缝金属的凝固过程 73

一形核 74

二 长大 76

第三节 焊缝金属的凝固组织（一次结晶组织） 77

一 晶体的成长方式和微观形态（胞状晶和树枝晶 77

二 焊接条件对焊缝凝固组织的影响 82

三 共晶合金凝固组织的形态 87

第四节 焊缝中的偏析 88

一 固溶体合金的非平衡冷却 89

二 树枝晶偏析和胞状间界偏析（显微偏析 89

三 中心线偏析 92

四 层状偏析 93

第五节 焊接时的热裂缝（凝固裂缝） 95

一 热裂缝的形态和特征 95

二 热裂缝的形成机理 97

三 含碳量和合金元素对热裂缝的影响 100

四 热裂缝的防止 104

第六节 改善焊缝一次组织的途径 105

复习思考题 106

第五章 焊接接头的固态转变 109

第一节 钢在加热时的转变 109

一 奥氏体的等温形成 109

二 连续加热时奥氏体的形成 112

三 奥氏体晶粒的长大及奥氏体晶粒度 113

第二节 奥氏体在连续冷却时的转变 116

一 冷却速度对奥氏体转变的影响 116

二 连续冷却转变图 119

三 焊接用的连续冷却转变图 122

四 淬硬倾向的概念 123

五 奥氏体化温度对连续冷却转变图的影响 124

第三节 过冷奥氏体的等温转变 125

一 等温转变曲线 125

二 合金元素对转变曲线的影响 128

三 等温转变曲线和连续冷却转变曲线的关系 129

第四节 奥氏体转变产物的形成特点及性能 130

一 先共析铁素体的析出 131

二 珠光体的形成 134

三 马氏体转变 135

四 贝氏体的形态和性能 142

第五节 焊接热循环 149

一 焊接热循环 149

二 焊接温度场 151

三 焊接时的线能量 151

四 焊接热影响区的冷却速度和冷却时间 153

第六节 焊接接头的组织与性能 154

一 焊缝的二次组织 154

二 焊接热影响区的组织 156

三 热影响区的性能 166

第七节 焊接接头的冷裂缝 171

一 冷裂缝的特征 171

二 影响冷裂缝形成的因素 173

三 冷裂缝的形成 177

四 冷裂缝的防止 180

第八节 低碳钢中的时效 180

一 淬火时效的现象 180

二 淬火时效的本质 182

三 淬火时效和应变时效的异同 184

复习思考题 184

第六章 钢与焊件的热处理 186

第一节 热处理的基本概念 186

一 热处理的实质 186

二 热处理的工艺参数和依据 186

三 热处理的基本类型 187

第二节 退火与正火 187

一 退火 187

二 正火（常化 190

第三节 淬火 192

一 淬火工艺 192

二 淬硬性与淬透性 194

第四节 回火 196

一 回火过程及组织与结构的变化 196

二 回火过程中钢的机械性能变化 200

三 回火脆性 201

四 回火分类及其应用 204

五 二次硬化与再热裂缝 206

第五节 钢的表面热处理 209

一 表面淬火 210

二 钢的化学热处理 211

第六节 焊接构件的热处理 213

一 预热及预热温度的确定 213

二 焊后热处理 215

复习思考题 217

第七章 钢中合金元素的作用 218

第一节 合金元素在钢中存在的状态 218

一 形成碳化物等化合物 219

二 形成固溶体 222

三 成为游离状态 222

第二节 合金元素和铁的相互作用 222

一 Fe—M二元相图 222

二 合金元素和铁相互作用的一些规律 225

三 合金元素与Fe相互作用规律的实用意义 226

第三节 合金元素对Fe—C相图的影响 227

一 对共析成份及E点成份的影响 227

二 对共析温度（A1点）及其他临界点的影响 227

第四节 三元相图简介 229

一 三元合金相图的表示方法 229

二 简单的三元相图 230

三 等温截面图与变温截面图 232

四 合金钢的三元截面图应用举例 234

第五节 合金元素对于相变过程的影响 237

一 合金元素对加热时奥氏体化的影响 238

二 合金元素对于过冷奥氏体转变的影响 238

三 合金元素对回火转变的影响 241

第六节 钢中加入合金元素的目的 241

一 使钢强化（包括韧化） 241

二 增加钢的淬透性 243

三 增加回火抗力 244

四获得某种特殊性能 244

复习思考题 244

第八章 金属断裂和断口分析 245

第一节 金属断裂的基本概念 245

一 延性断裂与脆性断裂 245

二 断裂的方式 247

三 断裂的机理 247

第二节 一次加载的断口分析 249

一 一次加载断口的一般特征（宏观分析） 249

二 断口的微观分析 252

第三节 疲劳断口的分析 257

一 疲劳断口的宏观分析 257

二 疲劳断口的微观分析 258

第四节 晶间断口和应力腐蚀、氢脆断口分析 259

一 晶间断裂 259

二 应力腐蚀和氢脆断口的微观特征 260

第五节 焊接裂缝的断口分析 264

一 高温裂缝（热裂缝） 264

二 低温裂缝（冷裂缝） 266

三 焊后热处理裂缝（再热裂缝） 268

第六节 实际构件的破断分析 269

一 破断分析的一般方法 269

二 实际破断分析举例 270

附录一 钢的牌号表示方法 275

附录二 碳素结构钢的牌号、成份、机械性能及主要用途 277

附录三 硬度及强度换算表 282

附录四 钢中晶粒度级别图 285

附录五热影响区冷却速度和冷却时间的估算 287

编写说明 293