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第1篇 金属的热处理 1

第1章 金属材料基础知识 1

1.1 金属材料的性能 1

1.1.1 金属材料的力学性能 1

1.1.2 金属材料的物理性能 3

1.1.3 金属材料的化学性能 3

1.2 金属材料的晶体结构 4

1.2.1 晶体与非晶体 4

1.2.2 金属的实际晶体结构 5

1.2.3 合金的相结构 6

1.3 铁碳合金的基本组织与铁碳相图 7

1.3.1 纯铁的同素异构转变 7

1.3.2 铁碳合金的基本相 7

1.3.3 铁碳合金相图 8

思考题 10

第2章 钢的热处理原理 11

2.1 概述 11

2.1.1 热处理的作用 11

2.1.2 钢的临界温度 11

2.2 钢在加热时的转变 12

2.2.1 奥氏体形成的热力学条件 12

2.2.2 奥氏体的形成过程 12

2.2.3 影响奥氏体形成速度的因素 14

2.2.4 奥氏体的晶粒度及其影响因素 16

2.3 钢在冷却时的转变 18

2.3.1 过冷奥氏体的等温转变曲线 19

2.3.2 珠光体转变 21

2.3.3 马氏体转变 26

2.3.4 贝氏体转变 30

2.3.5 过冷奥氏体的连续冷却转变曲线 34

2.4 钢的回火转变 37

2.4.1 淬火钢在回火时的组织转变 37

2.4.2 淬火钢回火时力学性能的变化 38

2.4.3 回火脆性 40

思考题 41

第3章 钢的热处理工艺 42

3.1 钢的退火与正火 42

3.1.1 钢的退火 42

3.1.2 钢的正火 45

3.1.3 退火和正火的选用 45

3.2 钢的淬火 45

3.2.1 淬火及其目的 45

3.2.2 淬火工艺 46

3.2.3 淬火方法 48

3.2.4 钢的淬透性 50

3.2.5 淬火缺陷及其防止 53

3.3 钢的回火 58

3.3.1 回火温度 59

3.3.2 回火保温时间 60

3.3.3 回火后的冷却 60

3.4 钢的表面热处理 60

3.4.1 表面淬火 60

3.4.2 化学热处理 62

3.5 热处理与表面处理新技术 68

3.5.1 可控气氛热处理 68

3.5.2 真空热处理 69

3.5.3 形变热处理 70

3.5.4 表面技术 72

思考题 75

第4章 有色金属及合金的热处理 76

4.1 固溶处理 76

4.1.1 基本概念 76

4.1.2 合金固溶处理后的性能变化 77

4.2 合金的时效 77

4.2.1 时效过程中的组织变化 78

4.2.2 时效过程中的性能变化 79

4.2.3 时效方式 80

思考题 81

第2篇 金属材料 82

第5章 钢的合金化基础 82

5.1 合金元素与铁和碳的相互作用 82

5.1.1 合金元素及其在钢中的分布 82

5.1.2 合金元素与铁的相互作用 82

5.1.3 合金元素与碳的相互作用 84

5.1.4 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 85

5.2 合金元素对钢的热处理的影响 86

5.2.1 合金元素对钢加热时奥氏体形成过程的影响 86

5.2.2 合金元素对钢的过冷奥氏体分解转变的影响 87

5.2.3 合金元素对淬火钢的回火的影响 88

5.3 合金元素与钢的强韧化 89

5.3.1 合金元素对钢的强度的影响 89

5.3.2 提高钢韧性的途径 90

5.4 钢的分类及编号 91

5.4.1 碳钢的分类 91

5.4.2 碳钢的编号 92

5.4.3 合金钢的分类 92

5.4.4 合金钢的编号 93

思考题 94

第6章 结构钢 95

6.1 工程结构钢 95

6.1.1 工程结构钢的性能要求 95

6.1.2 工程结构钢的化学成分特点 95

6.1.3 碳素结构钢 96

6.1.4 低合金结构钢 96

6.1.5 提高低合金结构钢性能的途径 99

6.2 渗碳钢 99

6.2.1 渗碳钢的性能要求 99

6.2.2 渗碳钢的化学成分特点 100

6.2.3 典型渗碳钢及其应用 100

6.2.4 渗碳钢的热处理特点 100

6.3 调质钢 102

6.3.1 调质钢的性能要求 102

6.3.2 调质钢的化学成分特点 103

6.3.3 典型调质钢及其应用 103

6.3.4 调质钢的热处理特点 103

6.4 弹簧钢 105

6.4.1 弹簧钢的性能要求 105

6.4.2 弹簧钢的化学成分特点 106

6.4.3 典型弹簧钢及应用 106

6.4.4 弹簧钢的热处理特点 106

6.5 滚动轴承钢 108

6.5.1 滚动轴承钢的性能要求 108

6.5.2 滚动轴承钢的化学成分特点 108

6.5.3 典型滚动轴承钢及应用 109

6.5.4 滚动轴承钢的热处理特点 110

思考题 110

第7章 工具钢 112

7.1 刃具钢 112

7.1.1 刃具钢的基本性能 112

7.1.2 碳素刃具钢 112

7.1.3 低合金刃具钢 114

7.1.4 高速钢 116

7.2 模具钢 122

7.2.1 冷作模具钢 122

7.2.2 热作模具钢 127

7.2.3 塑料模具用钢 130

7.3 量具钢 132

7.3.1 量具用钢应具有的基本性能 132

7.3.2 量具钢的选择 133

7.3.3 量具钢的热处理 133

思考题 134

第8章 不锈钢与耐热钢 135

8.1 不锈钢 135

8.1.1 金属腐蚀的概念 135

8.1.2 不锈钢的化学成分特点 136

8.1.3 常用不锈钢 136

8.2 耐热钢 140

8.2.1 耐热钢的一般概念 140

8.2.2 常用的耐热钢 141

思考题 144

第9章 铸铁 146

9.1 铸铁的分类及石墨化 146

9.1.1 铸铁的分类 146

9.1.2 Fe-Fe3C和Fe-C双重相图 147

9.1.3 铸铁的石墨化 147

9.2 灰铸铁 148

9.2.1 灰铸铁的成分、牌号及组织 149

9.2.2 灰铸铁的性能 150

9.2.3 灰铸铁的热处理 151

9.3 可锻铸铁 151

9.3.1 可锻铸铁的成分、牌号及用途 151

9.3.2 可锻铸铁的石墨化退火 153

9.4 球墨铸铁 154

9.4.1 球墨铸铁的成分、牌号及用途 154

9.4.2 球墨铸铁的热处理 155

9.5 蠕墨铸铁 156

9.6 合金铸铁 157

9.6.1 耐磨铸铁 157

9.6.2 耐热铸铁 158

9.6.3 耐蚀铸铁 158

思考题 158

第10章 有色金属及合金 159

10.1 铝及铝合金 159

10.1.1 纯铝 159

10.1.2 铝合金分类及热处理 159

10.1.3 变形铝合金 161

10.1.4 铸造铝合金 163

10.2 镁及镁合金 165

10.2.1 纯镁的性质 165

10.2.2 镁的合金化及热处理 165

10.2.3 常用镁合金 166

10.3 钛及钛合金 167

10.3.1 纯钛 168

10.3.2 钛的合金化及钛合金的分类 168

10.3.3 常用钛合金 169

10.3.4 钛合金的热处理 170

10.4 铜及铜合金 171

10.4.1 纯铜 171

10.4.2 黄铜 171

10.4.3 青铜 173

10.4.4 白铜 175

思考题 176

第3篇 其它材料简介 177

第11章 非金属材料 177

11.1 高分子材料 177

11.1.1 高分子材料基础知识 177

11.1.2 塑料 178

11.1.3 橡胶 180

11.1.4 纤维 182

11.1.5 胶黏剂 183

11.1.6 涂料 184

11.2 陶瓷材料 185

11.2.1 陶瓷的概念与分类 185

11.2.2 陶瓷材料的特点 185

11.2.3 传统陶瓷 186

11.2.4 特种陶瓷 186

11.3 复合材料 189

11.3.1 复合材料的概念 189

11.3.2 复合材料的特点 189

11.3.3 常用复合材料的分类 191

11.3.4 常用纤维增强复合材料简介 191

思考题 192

第12章 新型材料简介 193

12.1 形状记忆合金 193

12.1.1 形状记忆效应的机理 193

12.1.2 形状记忆合金 194

12.1.3 形状记忆合金的应用 194

12.2 非晶态合金 196

12.2.1 非晶态金属的结构特点 197

12.2.2 非晶态金属性能特点及应用 198

12.3 超导材料 200

12.3.1 超导现象及超导材料的基本性质 200

12.3.2 超导材料的分类及性能 201

12.3.3 超导材料的应用 202

12.4 贮氢合金 203

12.4.1 金属氢化物贮氢技术原理 203

12.4.2 金属氢化物贮氢材料应具备的条件 204

12.4.3 贮氢合金分类及开发现状 204

12.4.4 储氢合金的应用 205

12.5 纳米材料 207

12.5.1 纳米粒子的特性 207

12.5.2 纳米材料分类 209

12.5.3 纳米材料的性能及应用 210

思考题 211

参考文献 212