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第一篇 基础理论知识 1

第一章 金属学基础知识 1

第一节 金属的晶体结构 2

一、晶体结构的基本概念 2

二、常见金属的晶体结构 2

第二节 实际金属的晶体结构 4

一、多晶体结构和亚结构 4

二、实际金属晶体缺陷 5

第三节 纯金属的结晶与铸锭组织 9

一、结晶基础 9

二、结晶过程 10

三、影响形核和长大的因素及晶粒尺寸控制 12

四、金属铸锭组织及缺陷 13

学习指导 17

复习题 18

第二章 合金的相结构和二元合金相图 19

第一节 固态合金中的相结构 20

一、固溶体 20

二、金属化合物 22

第二节 二元合金相图 23

一、二元合金相图的建立 23

二、基本相图 24

第三节 相图与合金性能的关系 32

一、力学性能和物理性能与相图的关系 33

二、合金铸造性能与相图的关系 34

学习指导 35

复习题 36

第一节 纯铁、铁碳合金的相结构及其性能 37

一、纯铁及其同素异构转变 37

第三章 铁碳合金 37

二、Fe-Fe3C合金的相结构及其性能 39

第二节 Fe-Fe3C相图分析 40

一、Fe-Fe3C相图的特性点与特性线 41

二、铁碳合金平衡结晶分析 43

第三节 Fe-Fe3C相图的应用 56

一、Fe-Fe3C相图在选材上的应用 56

二、Fe-Fe3C相图在铸造方面的应用 57

三、Fe-Fe3C相图在锻造、轧制方面的应用 57

四、Fe-Fe3C相图在热处理方面的应用 57

第四节 碳钢 57

二、常存杂质元素对钢性能的影响 58

一、含碳量对钢组织和力学性能的影响 58

学习指导 60

复习题 61

第四章 金属材料的性能 63

第一节 金属材料的力学性能及其试验 63

一、强度指标 64

二、刚度指标 68

三、塑性指标 68

四、硬度指标 70

五、韧性指标 75

第二节 金属材料的物理和化学性能 77

一、金属材料的物理性能 77

二、金属材料的化学性能 79

一、铸造性能 80

第三节 金属材料的工艺性能 80

二、焊接性能 81

三、锻造性能 81

四、切削加工性能 81

五、热处理工艺性能 82

学习指导 82

复习题 83

第五章 金属的塑性变形与再结晶 85

第一节 金属的塑性变形 85

一、金属的变形特性 85

二、单晶体金属的塑性变形 86

第二节 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 88

一、冷塑性变形对金属组织结构的影响 88

三、多晶体金属的塑性变形 88

二、冷塑性变形对金属性能的影响 89

三、残余应力 91

第三节 回复与再结晶 92

一、变形金属与合金在加热时的变化 92

二、回复 93

三、再结晶 94

四、晶粒长大 96

五、影响再结晶后晶粒大小的因素 96

第四节 金属材料的热加工 97

一、热加工与冷加工的区别 97

二、热加工对材料的组织和性能的影响 98

学习指导 100

复习题 101

第六章 钢的热处理 102

第二篇 原理及工艺 102

第一节 钢的热处理原理 103

一、钢在加热时的组织转变 103

二、钢在冷却时的组织转变 109

第二节 钢的热处理工艺 121

一、钢的退火与正火 121

二、钢的淬火与回火 127

三、钢的冷处理 143

第三节 表面热处理 144

一、表面淬火 144

二、化学热处理 148

第四节 热处理新工艺简介 158

一、形变热处理 158

二、强韧化处理 159

三、循环热处理 160

学习指导 161

复习题 162

第三篇 钢铁材料及有色金属材料 165

第七章 工业用钢 165

第一节 概述 165

一、钢的分类和编号 165

二、各种元素对钢的性能的影响 168

第二节 结构钢 179

一、碳素结构钢 179

二、合金结构钢 183

第三节 工具钢 201

一、碳素工具钢 201

二、合金工具钢 203

一、不锈耐酸钢 209

第四节 特殊性能钢 209

二、耐热钢 210

三、抗磨钢 211

第五节 常用材料的火花鉴别 212

一、火花组成、形状及形成原因 212

二、火花检验设备及操作注意事项 214

三、碳钢火花特征 214

四、合金元素对火花特征的影响 217

学习指导 221

复习题 222

第八章 铸铁 224

第一节 概述 224

一、铸铁的成分、组织和性能特点 224

二、铸铁的石墨化及影响因素 225

三、铸铁的分类 227

第二节 灰铸铁 228

一、灰铸铁的显微组织及力学性能 228

二、影响灰铸铁力学性能的主要因素 229

三、灰铸铁的牌号和应用 231

四、孕育铸铁 233

五、灰铸铁的热处理 233

第三节 蠕墨铸铁和可锻铸铁 235

一、蠕墨铸铁 235

二、可锻铸铁 236

第四节 球墨铸铁 239

一、球墨铸铁的成分、组织、牌号、性能和用途 239

二、球墨铸铁的热处理 245

二、耐磨铸铁 248

第五节 特殊性能铸铁 248

一、高强度合金铸铁 248

三、耐热铸铁 249

四、耐蚀铸铁 249

学习指导 251

复习题 252

第九章 有色金属材料 254

第一节 铝及铝合金 254

一、铝及铝合金的特点 254

二、铝及铝合金的分类及用途 254

三、铝合金处理状态及代号 255

四、铝及铝合金显微组织的分析 256

五、铝及铝合金的热处理 259

一、工业纯铜 260

第二节 铜及铜合金 260

二、铜合金 261

第三节 轴承合金 267

一、轴承合金的性能要求 267

二、轴承合金的分类、牌号和基本组织 268

三、常用轴承合金 269

第四节 其他有色金属及其合金 272

一、钛及其合金 272

二、镁及其合金 273

三、锌及其合金 274

学习指导 274

复习题 275

一、筑炉材料 277

第一节 电阻炉 277

第十章 热处理常用加热设备 277

第四篇 设备及操作 277

二、电阻炉的一般结构 285

三、各种热处理电阻炉 287

四、电阻炉安装、维护和安全操作 294

第二节 热处理浴炉 296

一、外热式坩埚浴炉 296

二、内热式管状加热器浴炉 298

三、电极盐浴炉 298

四、浴炉的使用、维修与安全操作 301

五、流动粒子炉 303

第三节 真空炉与等离子热处理炉 306

一、真空炉 306

二、等离子热处理炉 307

第四节 表面加热装置 310

一、感应加热的基本原理 310

二、中、高频电流的特点 311

三、感应热处理设备的选择 312

四、导磁体和屏蔽作用 314

五、淬火机床的选择 315

六、火焰表面加热装置 315

第五节 特种热处理设备 315

第六节 冷却装置 316

一、淬火槽 316

二、淬火介质的循环冷却系统 321

三、淬火机和淬火压床 323

第七节 热处理辅助设备 325

一、清理设备 325

二、清洗设备 327

三、校正与校直设备 330

学习指导 331

复习题 332

第十一章 温度测量仪表及控制装置 333

第一节 常用温度检测仪表 333

一、膨胀式温度计 333

二、热电偶与补偿导线 336

三、热电阻 343

四、半导体温度计 345

五、辐射温度计 346

六、光电比色高温计 347

七、热像仪 348

第二节 常用温度显示与调节仪表 348

一、动圈式温度指示调节仪 348

二、电子自动平衡式温度显示与调节仪表 352

三、力矩电机式温度指示调节仪 357

四、ER系列指示调节记录仪 358

五、温度调节器 359

第三节 数字式温度显示仪表 365

一、面板式数字温度仪表 366

二、数字巡回检测装置 367

三、带微处理机的数字式温度仪表 369

第四节 热处理炉温度调节回路 372

一、电炉温度位式调节回路 372

二、电炉温度连续调节回路 377

三、采用大功率开关管的电炉温度调节回路 380

学习指导 384

复习题 385

参考文献 386