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前 言 1

绪 论 1

第一章金属的晶体结构 1

§1.1 一般概念 1

一、金属和金属键 1

目 录 1

二、晶体学的基本知识 2

§1.2典型的金属晶体结构 5

一、典型的金属晶体结构的类型 5

二、晶格结构中的几个重要参数 5

§1.3晶面和晶向指数的表示方法 8

一、晶面指数 8

二、晶向指数 11

三、六方晶系的晶面和晶向指数 11

四、晶体的各向异性 12

一、点缺陷 13

§1.4实际金属的晶体结构 13

二、线缺陷 14

三、面缺陷 15

四、研究晶体缺陷的实际意义 17

§1.5 固态金属中的扩散 18

一、概 述 18

二、扩散机理 19

三、扩散定律 19

四、影响扩散的主要因素 20

复习思考题 21

第二章 金属的结晶与铸锭组织 22

§2.1金属结晶的概念 22

一、结晶的概念 22

二、结晶的热力学条件 22

三、过冷度 23

二、晶核的形成 24

§2.2金属的结晶过程 24

一、结晶过程 24

三、晶体的长大 25

§2.3 晶粒大小 27

一、晶粒度的概念 27

二、晶粒度的影响因素 28

三、控制晶粒度的方法 29

§2.4铸锭的组织及其影响因素 30

一、铸锭的典型结晶组织 30

二、铸锭的组织与其工艺性能和机械性能的关系 31

三、铸锭的缺陷 31

复习思考题 31

第三章合金的相结构 32

§3.1合金相的概念 32

二、置换固溶体 33

一、概 述 33

§3.2 固溶体 33

三、间隙固溶体 34

四、固溶体性能的特点 34

§3.3金属化合物 35

一、正常价化合物 35

二、电子化合物 35

三、间隙化合物 36

复习思考题 38

第四章二元合金相图 39

§4.1相图概述 39

一、相图概述 39

二、二元相图的表示方法 39

三、二元合金相图的建立 40

四、相 律 41

二、合金的结晶过程 42

§4.2 匀晶相图 42

一、相图分析 42

三、杠杆定律 43

四枝晶偏析 44

§4.3二元共晶相图 45

一、相图分析 45

二、合金的结晶过程 45

§4.4包晶相图 49

一、相图分析 50

二、典型合金的结晶过程 50

§4.5其他相图 52

一、形成稳定化合物的相图 52

二、共析相图 52

§4.6合金的性能与相图的关系 54

一、合金的使用性能与相图的关系 54

二、合金的工艺性能与状态图的关系 54

复习思考题 55

第五章铁碳合金 58

§5.1铁碳相图 58

一、铁碳合金的组元 59

二、铁碳合金中的相 60

三、相图中的重要点和线 62

§5.2典型铁碳合金的平衡结晶过程 64

一、工业纯铁（C≤0.0218％） 64

二、共析钢（C=0.77％） 65

三、亚共析钢（0.0218％＜C＜0.77％） 66

四过共析钢（0.77％＜C＜2.11％） 68

五共晶白口铁（C=4.3％） 69

六、亚共晶白口铁（2.11％＜C＜4.3％） 69

七、过共晶白口铁（4.3％＜C＜6.69％） 70

§5.3铁碳合金的成分－组织－性能关系 72

一、铁碳相图的应用 73

§5.4 Fe-Fe3C相图的应用和其局限性 73

二、铁碳相图的局限性 74

§5.5碳钢 74

一、碳钢中的常存杂质 74

二、碳钢的分类 75

三、碳钢的牌号及用途 76

复习思考题 79

第六章三元合金相图 81

§6.1三元合金相图的成分表示法 81

一成分三角形（浓度三角形） 81

二、直角坐标表示法 83

§6.2三元系中的杠杆定律及重心法则 84

一、杠杆定律 84

二、重心法则 84

二、合金的结晶过程 85

一、相图分析 85

§6 3三元匀晶相图 85

三、等温截面（水平截面） 86

四、变温截面（垂直截面） 87

五、等温线投影图 88

§6.4三元共晶相图 89

一、相图分析 89

二、合金的结晶过程 90

三、等温截面（水平截面） 91

四、变温截面（垂直截面） 92

§6.5三元相图应用举例 93

一、液相及固相等温投影图的应用 93

二、垂直截面的分析和应用 93

三、水平截面的分析和应用 95

复习思考题 96

一、金属变形的三个阶段 98

§7.1金属的塑性变形 98

第七章金属的塑性变形与再结晶 98

二、金属塑性变形的基本方式 99

三、滑移机理 103

四、实际金属的塑性变形 104

§7.2塑性变形对金属组织与性能的影响 106

一、晶粒变形和亚结构的形成 106

二、加工硬化 107

三、形变织构 108

四残余内应力 109

§7.3变形金属在加热时组织与性能的变化 109

一、加热时组织和性能的变化 110

二、再结晶温度 113

三、再结晶退火后的晶粒度 114

一、热加工与冷加工的区别 115

二、热加工对金属组织与性能的影响 115

§7.4金属的热加工 116

复习思考题 117

第八章钢的热处理原理 118

§8.1钢在加热时的转变 118

一、奥氏体的形成温度 118

二、奥氏体的形成 119

三、影响奥氏体形成的因素 120

四、奥氏体晶粒 121

§8.2钢在冷却时的转变 123

一、过冷奥氏体等温转变曲线（C－曲线） 124

二、过冷奥氏体在连续冷却中的转变 127

§8.3过冷奥氏体转变产物的组织形态与性能 129

一、珠光体类型组织形态与性能 129

二、马氏体组织形态和性能 131

三、贝氏体类型组织形态与性能 134

一、珠光体的形成过程 136

§84过冷奥氏体转变产物的形成过程 136

二、贝氏体的形成过程 138

三、马氏体形成特点 139

复习思考题 140

第九章钢的热处理工艺 142

§9.1钢的正火与退火 142

一、钢的退火 142

二、钢的正火 146

§9.2钢的淬火 147

一、淬火的目的 147

二、淬火工艺参数的确定 147

三、淬火介质 148

四、常用的淬火方法 150

§9.3钢的淬透性 152

一、淬透性的意义 152

二、淬透性的测定及表示方法 154

§9.4钢的回火转变和钢的回火 155

一、淬火钢回火时的组织转变 155

二、淬火钢回火后机械性能的变化 157

三、回火的种类及应用 159

§9.5钢的表面热处理 160

一、概 述 160

二、感应加热表面淬火 160

三、火焰加热表面淬火 162

§9.6钢的化学热处理 162

一、钢的渗碳 163

二、钢的氮化 166

三、钢的碳氮共渗 167

四、离子氮化法 169

复习思考题 171

一、合金钢的分类 173

§10.1合金钢的分类及编号 173

第十章合金钢 173

二、合金钢的编号 174

§10.2合金元素在钢中的作用 175

一、合金元素与钢中铁和碳的作用及对铁碳相图的影响 175

二、合金元素在钢中的分布 178

三、合金元素对钢在热处理时组织转变的影响 179

四、合金元素对钢的机械性能和工艺性能的影响 182

§10.3合金钢的冶金缺陷 185

一、白 点 185

二、不正常断口 187

三、带状组织 187

§10.4合金结构钢 188

一、普通低合金钢 188

二、合金调质钢 189

三、氮化钢 193

四、渗碳钢 194

五、弹簧钢 196

§10.5合金工具钢 198

一、刃具钢 198

二、模具钢 204

三、量具钢 206

§10.6滚动轴承钢 207

一、工作条件及性能要求 207

二、轴承钢的冶金质量要求 207

三、轴承钢的化学成分 207

四、轴承钢的热处理 208

§10.7特殊性能钢 209

一、不锈耐酸钢 209

二、耐热钢 212

三、耐磨钢 213

复习思考题 215

一、灰口铸铁的组织和性能 217

第十一章铸铁 217

§11.1灰口铸铁 217

二、灰口铸铁组织的形成过程 218

三、影响灰口铸铁组织的因素 219

四、灰口铸铁的变质处理 220

五、灰口铸铁的牌号及其应用 220

六、灰口铸铁的热处理 221

§11.2可锻铸铁 221

一、可锻铸铁的组织性能及牌号 221

二、黑心可锻铸铁的退火处理 222

§11.3球墨铸铁 223

一、球墨铸铁的组织、性能及用途 223

二、球墨铸铁的热处理 224

§11.4蠕墨铸铁 225

§11.5合金铸铁 225

三、耐酸合金铸铁 226

一、耐磨合金铸铁 226

二、耐热合金铸铁 226

复习思考题 227

第十二章非铁金属及其合金 228

§12.1铝及其合金 228

一、纯 铝 228

二、铝合金概述 228

三、铸造铝合金 230

四、变形铝合金 232

§12.2铜及其合金 234

一、纯 铜 234

二、黄 铜 235

三、青 铜 236

复习思考题 238

附 录 239