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第一篇 基础篇 3

绪论 3

第1章 金属材料的性能 4

1.1 材料的力学性能 4

1.1.1 强度 4

1.1.2 塑性 5

1.1.3 硬度 6

1.1.4 冲击韧性 7

1.1.5 疲劳强度 8

1.2 材料的理化性能 9

1.2.1 物理性能 9

1.2.2 化学性能 10

1.3 材料的工艺性能 10

本章小结 11

思考与习题 11

第2章 金属材料的晶体结构与结晶 12

2.1 金属的晶体结构 12

2.1.1 晶体结构的基本概念 12

2.1.2 常见的金属晶格类型 13

2.1.3 金属的实际晶体结构 14

2.1.4 合金的晶体结构 16

2.2 纯金属及合金的结晶 17

2.2.1 纯金属的结晶 17

2.2.2 合金的结晶 20

2.3 铁碳合金相图 22

2.3.1 铁碳合金的基本组织 23

2.3.2 Fe-Fe3C合金相图分析 24

2.3.3 Fe-Fe3C合金的分类 26

2.3.4 典型铁碳合金的结晶过程及组织 26

2.3.5 碳含量对铁碳合金组织和性能的影响 30

本章小结 31

思考与习题 31

第3章 钢的热处理 33

3.1 热处理的基本概念 33

3.2 钢在热处理时的组织转变 34

3.2.1 钢在加热时的组织转变 34

3.2.2 钢在冷却时的组织转变 36

3.3 钢的普通热处理 42

3.3.1 钢的退火 42

3.3.2 钢的正火 43

3.3.3 钢的淬火 44

3.3.4 钢的回火 47

3.4 钢的表面热处理 49

3.4.1 钢的表面淬火 49

3.4.2 钢的化学热处理 50

本章小结 51

思考与习题 52

第4章 工业用钢 53

4.1 钢的分类和牌号 53

4.1.1 钢的分类 53

4.1.2 钢的牌号、性能和用途 53

4.2 钢中杂质与合金元素 57

4.2.1 杂质元素对钢性能的影响 57

4.2.2 合金元素在钢中的作用 58

4.3 结构钢 61

4.3.1 低合金结构钢 61

4.3.2 渗碳钢 62

4.3.3 渗氮钢 65

4.3.4 调质钢 65

4.3.5 弹簧钢 69

4.3.6 滚动轴承钢 70

4.4 工具钢 71

4.4.1 刃具钢 71

4.4.2 模具钢 76

4.4.3 量具钢 77

4.5 特殊性能钢 77

4.5.1 不锈钢 77

4.5.2 耐热钢 79

4.5.3 耐磨钢 80

本章小结 82

思考与习题 82

第5章 铸铁 83

5.1 概述 83

5.1.1 铸铁的成分和性能特点 83

5.1.2 铸铁的石墨化及影响因素 83

5.1.3 铸铁的组织与石墨化的关系 85

5.1.4 铸铁的分类 86

5.2 灰铸铁 87

5.2.1 灰铸铁的成分、组织与性能特点 87

5.2.2 灰铸铁的孕育处理 88

5.2.3 灰铸铁的牌号和应用 88

5.2.4 灰铸铁的热处理 89

5.3 球墨铸铁 89

5.3.1 球墨铸铁的生产方法 89

5.3.2 球墨铸铁的成分、组织与性能特点 89

5.3.3 球墨铸铁的牌号与应用 90

5.3.4 球墨铸铁的热处理 91

5.4 可锻铸铁 92

5.4.1 可锻铸铁的生产方法 92

5.4.2 可锻铸铁的成分、组织与性能特点 92

5.4.3 可锻铸铁的牌号与应用 93

本章小结 94

思考与习题 94

第6章 其他金属材料 95

6.1 铝及铝合金 95

6.1.1 工业纯铝 95

6.1.2 铝合金 95

6.2 铜及铜合金 98

6.2.1 工业纯铜 98

6.2.2 铜合金 99

6.3 钛及钛合金 103

6.3.1 钛及钛合金的性能特点 103

6.3.2 钛合金的分类 103

6.3.3 常用的钛及钛合金材料 103

6.4 滑动轴承合金 104

6.4.1 滑动轴承合金的性能要求 105

6.4.2 常用的滑动轴承合金 105

6.5 粉末冶金材料 106

6.5.1 粉末冶金材料的生产 106

6.5.2 常用的粉末冶金材料 107

本章小结 109

思考与习题 109

第7章 非金属材料 110

7.1 高分子材料 110

7.1.1 高分子材料的基本概念 110

7.1.2 高分子材料的分类和命名 110

7.1.3 高分子材料的性能 111

7.1.4 常用的高分子材料 112

7.2 陶瓷材料 117

7.2.1 陶瓷材料的结构特点 117

7.2.2 陶瓷材料的性能 118

7.2.3 常用的工程陶瓷材料 119

7.3 复合材料 120

7.3.1 复合材料概述 120

7.3.2 复合材料的分类 120

7.3.3 复合材料的性能 121

7.3.4 常用的复合材料 121

本章小结 123

思考与习题 123

第二篇 应用篇 127

第8章 零件的选材 127

8.1 零件的失效 127

8.1.1 失效的概念与形式 127

8.1.2 零件失效的原因及分析 127

8.2 零件设计中的材料选择 128

8.2.1 选材的基本原则 129

8.2.2 零件选材中的注意事项 130

8.3 典型零件、工具的选材及热处理 131

8.3.1 轴类零件的选材及热处理 132

8.3.2 齿轮类零件的选材及热处理 133

8.3.3 常用刀具的选材及热处理 136

本章小结 138

思考与习题 139

第9章 热处理实习 140

9.1 钢的热处理 140

9.1.1 热处理操作 140

9.1.2 钢材的火花鉴别 142

9.2 汽车半轴淬火开裂与疲劳断裂的分析防止措施 147

9.2.1 概况 147

9.2.2 淬火开裂 147

9.2.3 疲劳断裂 149

9.2.4 结论 150

9.3 车床主轴的热处理工艺 151

本章小结 152

思考与习题 152

第10章 典型模具材料与热处理 153

10.1 模具材料概述 153

10.1.1 模具材料的分类 153

10.1.2 模具材料的性能要求 154

10.1.3 模具选材的一般原则 155

10.2 冷作模具钢 155

10.2.1 各类冷作模具的特点 156

10.2.2 冷作模具钢的分类、性能和选用 157

10.2.3 冷作模具钢的选材 167

10.3 热作模具钢 168

10.3.1 各类热作模具的工作条件及要求 169

10.3.2 热作模具钢按合金元素含量及热处理后性能分类 172

10.3.3 热作模具的选材 178

10.4 塑料模具钢 180

10.4.1 塑料模具的性能要求 180

10.4.2 塑料模具钢的分类及特点 181

10.4.3 塑料模具钢的选用 184

10.5 其他模具材料 184

10.5.1 铸铁模具材料概况 184

10.5.2 硬质合金 186

10.5.3 有色金属及合金模具材料 187

本章小结 189

参考文献 190