绪论 1
第一章 金属的力学性能 3
1-1 强度指标 3
一、弹性极限 3
二、屈服点 4
三、抗拉强度 4
四、疲劳强度 4
1-2 刚度指标 6
1-3 塑性指标 7
一、伸长率 7
二、断面收缩率 7
1-4 韧性指标 8
一、冲击韧度 8
二、断裂韧度 9
1-5 硬度指标 10
一、布氏硬度 10
二、洛氏硬度 12
三、维氏硬度 13
四、肖氏硬度 13
思考题和习题 14
第二章 金属的结构和结晶 16
2-1 金属的晶体结构 16
一、金属键 16
二、金属晶体结构的基本概念 18
三、常见金属的晶格类型 19
四、配位数和致密度 20
五、晶面指数和晶向指数 20
2-2 实际金属的结构 21
2-3 纯金属的结晶过程 24
一、金属结晶的基本规律 24
二、晶核的形成与长大 25
三、影响生核和长大的因素及控制晶粒尺寸的方法 26
2-4 金属铸锭的组织 27
一、铸锭的组织 27
二、定向结晶和单晶 28
思考题和习题 28
第三章 金属的塑性变形与再结晶 30
3-1 金属的塑性变形 30
一、金属的变形与断裂 30
二、单晶体的塑性变形 30
三、多晶体的塑性变形 33
3-2 塑性变形对金属组织和性能的影响 35
一、晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性 35
二、位错密度的增加，亚结构的形成和加工硬化 35
三、形变织构的产生 36
四、内应力的产生 37
3-3 回复与再结晶 37
一、变形金属在加热时组织和性能的变化 37
二、再结晶温度和影响再结晶晶粒大小的因素 39
3-4 金属的热加工 41
一、冷加工与热加工的区别 41
二、热加工对材料组织和性能的影响 41
思考题和习题 41
第四章 合金的结构和结晶 45
4-1 合金中的相结构 45
一、合金和相的概念 45
二、合金中的相结构类型 46
三、合金的组织 48
4-2 二元合金相图 48
一、二元相图的建立 49
二、基本相图 49
4-3 相图与合金性能的关系 57
一、力学性能与相图的关系 57
二、合金铸造性能与相图的关系 57
思考题和习题 59
第五章 铁碳相图和碳钢 60
5-1 纯铁、铁碳合金的相结构及其性能 60
一、纯铁的同素异构转变 60
二、铁碳合金中的相结构及其性能 60
5-2 Fe-Fe3C相图分析 61
一、Fe-Fe3C相图上点与线的分析 61
二、碳钢的组织转变过程 63
三、白口铁的结晶过程 65
四、Fe-Fe3C相图的应用 66
5-3 碳钢 67
一、含碳量对钢组织和力学性能的影响 67
二、钢中常存杂质的影响 68
三、碳钢的分类 68
四、碳钢的编号与用途 69
思考题和习题 72
第六章 钢的热处理 74
6-1 概述 74
6-2 钢的热处理原理 74
一、钢在加热时的组织转变 74
二、钢在冷却时的组织转变 77
6-3 钢的热处理工艺 85
一、钢的退火和正火 85
二、钢的淬火和回火 88
三、时效 98
四、表面热处理 98
6-4 热处理的主要缺陷及其防止办法 107
一、过烧和过热 107
二、氧化和脱碳 107
三、变形与开裂 108
6-5 热处理新工艺简介 108
一、保护气氛热处理 108
二、真空热处理 109
三、形变热处理 109
四、强韧化处理 110
五、强化表面的热处理 111
六、流动化热处理 112
七、循环热处理 112
思考题和习题 112
第七章 合金钢 115
7-1 概述 115
7-2 钢的合金化 116
一、合金元素对钢中基本相的影响 116
二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 116
三、合金元素对钢热处理的影响 117
7-3 合金结构钢 120
一、普通低合金结构钢 120
二、渗碳钢 126
三、调质钢 127
四、弹簧钢 128
五、滚动轴承钢 131
六、易切削钢 133
七、超高强度钢 133
7-4 工具钢 136
一、工具钢的分类与编号 136
二、刃具钢 137
三、模具钢 144
四、量具钢 148
五、硬质合金 149
7-5 具有特殊性能的合金钢 150
一、不锈钢 150
二、耐热钢与高温合金 158
三、耐磨钢 168
思考题和习题 169
第八章 铸铁 170
8-1 概述 170
8-2 铸铁的石墨化 170
8-3 铸铁的分类 171
一、按碳存在的形式 171
二、按石墨的形态 171
三、按化学成分 171
8-4 普通铸铁 172
一、普通灰铸铁 172
二、高强度灰铸铁 175
8-5 合金铸铁 181
一、耐热铸铁 181
二、耐磨铸铁 182
三、耐蚀铸铁 183
思考题和习题 183
第九章 有色金属 184
9-1 铝及铝合金 184
一、工业纯铝 184
二、铝合金的分类及热处理 184
三、变形铝合金 187
四、铸造铝合金 189
9-2 铜合金及滑动轴承合金 193
一、铜合金 193
二、滑动轴承合金 198
三、粉末冶金材料 201
9-3 钛及钛合金 202
一、纯钛 202
二、钛合金的类型及热处理 202
三、常用钛合金 203
思考题和习题 206
第十章 非金属材料 207
10-1 高分子合成材料 207
一、高分子化合物的基本概念 207
二、常用高分子合成材料 210
10-2 陶瓷材料 218
一、陶瓷的分类 218
二、陶瓷的组织结构 218
三、陶瓷的性能 219
四、机械工业常用陶瓷材料 219
10-3 复合材料 220
一、复合材料的分类 220
二、复合材料的性能特点 220
三、复合材料的制造方法 221
四、常用复合材料的品种和用途 222
思考题和习题 223
第十一章 机械零件选材及热处理工艺的应用 224
11-1 机械零件的失效形式 224
一、过量变形 224
二、断裂 225
三、表面损伤 225
11-2 选材的基本原则 226
一、材料的最终性能应满足零件的技术要求 226
二、材料的工艺性能良好 227
三、充分考虑经济性 232
11-3 热处理工艺性能与零件设计的关系 233
一、零件结构和夹具的设计 233
二、预防淬火缺陷的其它办法 234
11-4 热处理方案的选择和其技术条件的标注 235
一、热处理方案的选择 235
二、技术条件的标注 236
11-5 工艺路线的合理安排 237
一、退火和正火 237
二、调质处理 237
三、淬火和回火 238
11-6 典型零件选材与工艺分析 238
一、齿轮类零件 238
二、轴类零件 239
三、箱体类零件 241
思考题和习题 241
附录 242
附录一 金属材料及热处理实验指导书 242
附录二 国外钢的牌号编法简介及国内外常用钢牌号对照表 249
附录三 黑色金属硬度和强度换算表（GB1172-74） 256
参考文献 259