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目录 1

第一章 金属的晶体结构与结晶 5

§1-1金属的晶体结构 5

一、晶体与非晶体 5

二、金属的特性和金属键 5

三、金属晶体结构的基本类型 6

四、晶格的致密度 8

五、晶面、晶向和晶体的各向异性 9

§1-2实际金属的晶体结构 11

一、多晶体结构和亚结构 11

二、晶体的缺陷 12

§1-3纯金属的结晶和铸锭 15

一、纯金属的冷却曲线和过冷现象 15

二、结晶过程 16

三、金属结晶后的晶粒大小 18

四、金属铸锭的组织与性能 19

§1-4金属的同素异晶转变 20

习题与思考题 22

第二章 金属的塑性变形与再结晶 23

§2-1金属的塑性变形 23

一、单晶体的塑性变形 23

二、多晶体的塑性变形 28

§2-2冷塑性变形加工对金属的性能与组织的影响 29

一、冷塑性变形对金属性能的影响 29

二、冷塑性变形对金属组织结构的影响 30

三、产生残余应力 31

§2-3回复与再结晶 33

一、回复 33

三、晶粒长大 35

二、再结晶 35

四、影响再结晶后晶粒大小的因素 36

五、冷塑性变形金属的热处理 37

§2-4金属的热塑性变形加工 37

一、热加工与冷加工的区别 38

二、热加工对金属组织与性能的影响 38

习题与思考题 40

第三章 合金的结构与二元合金 42

§3-1合金的结构 42

一、合金的基本概念 42

二、合金的相结构 42

§3-2二元合金相图的建立 46

一、相图的表示方法 47

§3-3二元匀晶相图 48

二、二元合金相图的测定方法 48

一、相图分析 49

二、合金结晶过程分析 49

三、杠杆定律的应用 50

四、枝晶偏析 51

§3-4二元共晶相图 52

一、相图分析 52

二、合金的结晶过程分析 54

三、比重偏析 58

§3-5合金的性能与相图间的关系 59

一、形成单相固溶体的合金 59

二、形成两相混合物的合金 60

习题与思考题 61

第四章 铁－渗碳体相图 63

一、铁素体 64

§4-1铁碳合金的基本相 64

三、渗碳体 65

§4-2铁－渗碳体相图分析 65

二、奥氏体 65

一、上半部分图形——由液态变为固态的一次结晶 66

二、下半部分图形——固态下的相变 68

三、铁－渗碳体相图中各点、线含义的小结 68

§4-3典型铁碳合金结晶过程及其组织 69

一、共析钢（0.77％C）的结晶过程分析 70

二、亚共析钢（0.0218～0.77％C）的结晶过程分析 71

三、过共析钢（0.77～2.11％C）的结晶过程分析 72

四、共晶白口铸铁（4.3％C）的结晶过程分析 73

五、亚共晶白口铸铁（2.11～4.3％C）的结晶过程分析 74

六、过共晶白口铸铁（4.3～6.69％C）的结晶过程分析 74

二、含碳量与机械性能间的关系 75

§4-4含碳量与铁碳合金的组织、性能间的关系 75

一、含碳量与平衡组织间的关系 75

§4-5铁－渗碳体相图的应用 76

一、在选材方面的应用 76

二、在制定热加工工艺方面的应用 77

习题与思考题 78

第五章 钢的热处理 79

§5-1概述 79

§5-2钢在加热时的转变 80

一、共析碳钢的奥氏体化过程 80

二、影响奥氏体化的因素 81

三、奥氏体晶粒的长大 82

四、亚共析碳钢和过共析碳钢加热时的转变 84

一、过冷奥氏体的等温转变 85

§5-3钢在冷却时的转变 85

二、过冷奥氏体的连续冷却转变 95

三、马氏体转变 97

§5-4钢的退火与正火 101

一、退火 101

二、正火 104

§5-5钢的淬火 106

一、淬火工艺 106

二、淬火方法 110

三、淬火缺陷及防止方法 113

§5-6钢的回火 116

一、回火目的 116

二、淬火钢的回火转变 117

三、回火转变产物的组织与性能 118

四、回火的种类及应用 120

五、回火脆性 121

§5-7钢的淬透性 121

一、淬透性的意义 121

二、影响淬透性的因素 123

三、淬透性的测定与表示方法 123

四、淬透性与机械性能的关系 125

§5-8钢的表面淬火 125

一、感应加热表面淬火 126

二、火焰加热表面淬火 129

§5-9钢的化学热处理 129

一、概述 129

二、钢的渗碳 130

三、钢的氮化 134

四、钢的软氮化和离子氮化 136

五、钢的气体碳氮共渗 138

习题与思考题 140

第六章 碳素钢与合金钢 144

一、按用途分类 144

二、按化学成分分类 144

三、按质量分类 144

§6-1常存杂质对钢性能的影响 145

§6-2合金元素在钢中的作用 146

一、合金元素对钢中基本相的影响 146

二、合金元素对铁－渗碳体相图的影响 148

三、合金元素对钢热处理的影响 149

§6-3结构钢 152

一、普通结构钢 153

二、优质结构钢 156

三、其他结构钢 170

§6-4工具钢 173

一、刃具钢 174

二、模具钢 182

三、量具钢 186

§6-5特殊性能钢 186

一、不锈耐酸钢 186

二、耐热钢 189

三、耐磨钢 192

习题与思考题 192

第七章 铸铁 194

§7-1铸铁的石墨化 195

一、铁－碳双重相图 195

三、影响石墨化的因素 196

二、石墨化过程 196

§7-2灰口铸铁 197

一、灰口铸铁的化学成分、组织和性能 197

二、灰口铸铁的牌号和应用 200

三、灰口铸铁的孕育处理 200

§7-3可锻铸铁 202

一、可锻铸铁的生产方法 202

二、可锻铸铁的牌号、组织、性能及用途 203

§7-4球墨铸铁 204

一、球墨铸铁的生产方法 204

二、球墨铸铁的化学成分、组织和性能 205

三、球墨铸铁的牌号和用途 207

§7-5合金铸铁 208

一、耐磨铸铁 208

二、耐热铸铁 209

三、耐蚀铸铁 210

§7-6铸铁的热处理 211

一、铸铁热处理的特点 211

二、灰口铸铁的热处理 211

三、球墨铸铁的热处理 213

习题与思考题 215

第八章 有色金属及粉末冶金材料 217

§8-1铝及其合金 217

一、工业纯铝 217

二、铝合金分类及热处理 218

三、形变铝合金 220

四、铸造铝合金 223

§8-2铜及其合金 225

一、工业纯铜 225

五、铝合金的选用 225

二、黄铜 226

三、青铜 229

四、钢合金的选用 232

§8-3滑动轴承合金 233

一、对轴承合金性能的要求 233

二、轴承合金的组织 233

三、常用的轴承合金 234

§8-4粉末冶金材料 237

一、粉末冶金法及其应用 237

二、机械制造中常用的粉末冶金材料 237

习题与思考题 241

一、零件使用性能与选材的关系 242

§9-1机械零件选材的原则 242

第九章 机械零件选材及其工艺路线分析 242

二、材料工艺性与选材的关系 247

三、经济性与选材的关系 253

§9-2热处理技术条件的标注 254

§9-3热处理零件的结构工艺性 256

§9-4热处理工序位置的安排 258

一、预先热处理的工序位置 258

二、最终热处理的工序位置 259

§9-5典型零件的选材、热处理及工序位置分析 263

一、齿轮类零件 263

二、机床主轴 264

三、机床精密丝杠（一般指5、6、7级丝杠） 265

四、手用丝锥 266

五、冷作模具 267

习题与思考题 270

附录金属材料的机械性能 273

§附－1强度、塑性及其测定 273

一、拉力试样 273

二、拉伸图与应力－应变图 274

三、拉力试验测定的各项指标与其意义 275

§附－2硬度及其测定 278

一、布氏硬度 278

二、洛氏硬度 279

三、维氏硬度和显微硬度 280

§附－3疲劳 282

一、疲劳的概念 282

二、疲劳抗力指标 283

三、提高疲劳抗力的途径 283

一、冲击试验原理 284

§附－4冲击韧性及其测定 284

二、冲击试样 285

三、温度对冲击韧性值的影响 285

§附－5多次冲击抗力 286

一、多次冲击抗力概念 286

二、多次冲击试验原理 286

三、多次冲击抗力的分析与应用 287

习题与思考题 287

附表 288

附表1淬火钢回火温度与硬度的关系 288

附表2机械零件常用钢材及热处理方法 289

附表3布氏硬度换算表 291

附表4维氏硬度换算表 293

附表5黑色金属硬度及强度换算表 295

附表6肖氏与洛氏硬度换算表 298