目录 1
第一部分 力学性能 1
第一章 位错的基本概念 1
§1-1 晶体的理论强度与晶体缺陷 1
一、晶体的理论强度 1
二、晶体缺陷 3
§1-2 晶体中的位错 3
一、位错的定义 3
二、位错的种类 4
三、位错的特征量——柏氏矢量 8
四、位错密度 9
§1-3 位错的弹性性质 9
一、刃型位错的应力场 9
二、螺型位错应力场 10
三、位错的应变能与线张力 12
四、应力场对位错的作用力 14
五、位错间的相互作用力 16
六、位错的塞积群 17
七、位错的点阵模型 19
§1-4 位错的运动 21
一、位错的滑移 22
二、位错的攀移 23
三、位错的交割与割阶 23
四、位错的增殖 25
§1-5 典型晶体中的位错形态 26
一、全位错与不全位错 26
三、位错反应和扩展位错 27
二、特征位错 27
四、面心立方晶体中的不全位错 30
§1-6 实际晶体中的位错 32
一、实际晶体中产生位错的原因 32
二、位错与晶体生长 33
§1-7 晶粒间界 35
一、小角度晶界的位错模型 35
二、大角度晶界 37
三、晶界能与晶界内吸附 39
一、广义虎克定律 42
§2-1 广义虎克定律与弹性模量 42
第二章 金属的弹性与滞弹性 42
二、金属的弹性模量 45
§2-2 金属弹性的物理本质 47
§2-3 金属弹性模量的影响因素 49
一、温度的影响 49
二、合金元素的影响 50
三、加工硬化的影响 50
一、铸造合金弹性变形特点 52
二、铸造合金的弹性模量 52
§2-4 铸造合金的弹性 52
三、影响铸铁弹性模量的因素 53
§2-5 弹性模量的测量 54
§2-6 滞弹性效应 55
§2-7 内耗 56
一、内耗的度量 56
二、内耗机理 59
三、内耗的测量方法 61
§2-8 铸铁的滞弹性 63
一、滑移 65
第三章 金属的塑性变形 65
§3-1 单晶体金属的塑性变形 65
二、机械孪生 73
三、形变带 79
§3-2 单晶体金属的屈服与加工硬化 80
一、屈服及其机理 80
二、屈服应力的影响因素 82
三、加工硬化 84
一、多晶体变形特点 91
§3-3 多晶体金属的屈服与加工硬化 91
二、多晶体的屈服与加工硬化 93
三、铸造合金的塑性变形 96
§3-4 塑性变形对金属组织和性能 98
影响 98
一、形变织构 98
二、亚结构 99
三、内应力 99
四、力学及物理性质的变化 100
§4-1 断裂的基本概念 101
一、断裂的基本类型及特征 101
第四章 金属的断裂与断口 101
二、脆性断裂 103
三、脆性断裂机制 104
四、延性断裂 108
§4-2 铸造合金的断裂 108
一、铸铁断裂的特点 108
二、铸钢断裂的特点 109
三、影响铸铁断裂的因素 109
一、断口的宏观分析 111
§4-3 断口 111
二、断口的微观分析 114
三、铸铁的断口特征 121
第五章 金属疲劳 126
§5-1 金属疲劳的基本概念 126
一、金属疲劳的类型 126
二、疲劳曲线和疲劳极限 127
§5-2 疲劳过程中组织和性能的变化 134
一、疲劳硬化 134
二、疲劳软化 135
一、裂纹的产生 136
§5-3 金属疲劳断裂过程及机理 136
二、疲劳裂纹的扩展 137
三、疲劳裂口成核和裂纹扩展机理 138
§5-4 低周疲劳与热疲劳 139
一、低周疲劳 139
二、热疲劳断裂 140
§5-5 铸铁的疲劳 142
一、灰铸铁的疲劳性能 142
二、球墨铸铁的疲劳性能 144
第六章 金属常用机械性能 147
§6-1 静拉伸下金属性能 148
一、静拉伸下金属性能指标 148
二、铸铁的拉伸性能 150
§6-2 静压缩下性能 153
一、静压缩下变形特征及指标 153
二、铸铁的压缩性能 155
§6-3 冲击性能 156
一、冲击性能指标及应用 157
三、铸铁的冲击性能 159
二、多次冲击抗力 159
§6-4 扭转和弯曲性能 162
一、扭转变形特点 162
二、铸铁的扭转性能 164
三、弯曲变形特点 165
四、铸铁的弯曲性能 165
§6-5 硬度 167
一、硬度试验方法 167
二、硬度与金属强度之间关系 171
三、铸铁的硬度 172
第七章 合金材料的高温和低温性能 176
§7-1 金属蠕变—断裂 176
一、金属蠕变曲线 176
二、持久强度 178
三、蠕变—断裂经验关系式 179
四、蠕变的变形机制 180
五、蠕变断裂机制 181
§7-2 铸造合金的高温机械性能 184
一、铸铁的高温机械性能 185
二、有色铸造合金的高温机械性能 188
§7-3 铸铁的低温性能 190
一、低温下金属力学性质概述 190
二、铸铁的低温机械性能 190
第八章 合金材料的磨损 196
§8-1 摩擦和磨损的概念 196
一、摩擦 196
二、磨损 196
§8-2 磨损机理及影响因素 197
一、磨料磨损 197
二、粘着磨损 202
三、腐蚀磨损 206
四、表面疲劳磨损（接触疲劳） 211
§8-3 磨损试验方法 216
一、磨损试验的分类 216
二、常用试验机的分类 216
三、磨损量的测定方法 216
第九章 金属断裂韧性 219
§9-1 概述 219
二、平面应力和平面应变 220
一、裂纹的三种基本形式 220
§9-2 线弹性断裂韧性 220
三、裂纹顶端附近的应力场 221
四、应力场强度因子和断裂韧性 222
五、裂纹顶端的塑性区尺寸和KI的 224
塑性修正 224
六、裂纹扩展的能量释放率 226
§9-3 弹塑性断裂韧性 229
一、裂纹顶端张开位移（C.O.D） 229
二、“J”积分的概念 231
一、平面应变断裂韧性KIc的测试 233
§9-4 断裂韧性参数的测试 233
二、δc和JIc的测试原理简介 237
§9-5 影响断裂韧性的因素 238
一、温度和加荷速度的影响 238
二、断裂韧性和常用机械性能 239
的关系 239
三、组织结构对KIc的影响 241
四、晶粒度对KIc的影响 241
性的影响 242
五、夹杂和第二相对KIc的影响 242
六、铸铁显微组织对铸铁断裂韧 242
§9-6 断裂韧性在工程中的应用 243
一、对机件实际断裂强度的计算 244
二、机件裂纹临界尺寸的计算 245
三、在疲劳方面的应用 246
第十章 合金的强化 250
§10-1 固溶强化 250
一、弹性交互作用 252
二、电学交互作用 253
三、化学交互作用 254
四、几何交互作用 254
§10-2 第二相粒子强化 256
一、第二相粒子强化的机理 256
二、固溶体的脱溶沉淀强化 258
三、弥散强化 258
§10-3 晶界强化 259
一、晶界强化本质 259
一、晶须、复合材料 261
§10-4 其它强化方法 261
二、强化的措施 261
二、定向结晶 264
第二部分 物理性能 266
第十一章 量子力学及金属电子论的 266
基本概念 266
§11-1 量子力学的实验基础 267
一、光电效应 267
二、康普顿效应 267
三、玻尔原子 270
§11-2 量子力学的基本概念 272
一、量子数 272
二、泡利原理和原子核外电子的排布 276
三、波动的基本知识 277
四、德布罗意（De Broglie）波 280
五、德布罗意波的实验证明 281
六、德布罗意波的统计解释 283
七、测不准关系 284
八、波函数 285
九、薛定谔（Schr？dinger）方程 288
十、薛定谔方程对某些简单问题 289
的应用 289
十一、费米—狄拉克（Fermi— 299
Dirac）统计 299
§11-3 金属电子论的基本概念 303
一、经典电子论及其缺陷 303
二、自由电子的量子理论 304
三、金属能带理论 307
一、表征金属导电性的基本物理量 319
§12-1 金属的导电性 319
第十二章 金属的导电性 319
二、金属导电的物理本质 320
§12-2 影响金属导电性的因素 322
一、温度对金属导电性的影响 322
二、成分与合金相对导电性的影响 325
三、晶粒组织与相分布对导电性 328
的影响 328
四、杂质和缺陷对导电性的影响 331
一、伏特计—安培计法 333
§12-3 电阻率的测定 333
五、冷加工和退火对导电性的影响 333
二、电位差计法 334
三、电桥法 335
§12-4 电阻分析在金属学 337
研究中的应用 337
一、电阻分析的原理 337
二、测定固溶体的溶解度 339
退火和回火处理的组织变化 340
三、用电阻率法研究碳钢的淬火、 340
四、电阻分析在合金的时效研究中 342
的应用 342
五、电阻分析在铸造合金研究中 343
的应用 343
第十三章 金属的磁性 345
§13-1 铁磁现象及其物理本质 345
一、铁磁现象 345
二、原子的磁性 347
三、铁磁性的物理本质 348
§13-2 抗磁性和顺磁性 350
一、铁磁体的磁结构 351
§13-3 磁化过程 351
二、磁化过程 353
§13-4 影响铸造合金磁性的因素 355
一、组织结构的影响 355
四、温度的影响 356
五、杂质的影响 356
六、热处理的影响 356
三、晶粒大小的影响 356
二、碳的影响 356
§13-5 磁性测量 357
一、直流冲击法的磁性测量 357
二、弱磁性材料的测量 360
§13-6 磁性分析 365
一、相磁性分析的一般原理 365
二、奥氏体等温转变曲线的测定 366
三、平衡图的建立 367
§13-7 磁力探伤法及其应用 369
一、磁力探伤原理 369
二、检测方法 370
第十四章 金属的热学性质 372
§14-1 热学性质的基本量和导热率 372
一、热函和热容 372
二、固体的导热率 373
§14-2 晶体中的原子热振动 375
一、一维单原子晶格的振动 375
二、一维双原子晶格的振动 378
§14-3 固体的比热 382
一、经典的固体比热 382
二、爱因斯坦模型 383
三、德拜模型 384
§14-4 热传导及其影响因素 386
一、固体的热传导 386
二、影响金属导热率的因素 387
§14-5 导热率、热容的测定及热分析在金属学研究中的应用 392
一、导热率的测定 392
二、热容的测定 396
三、热分析及其在金属学研究中的应用 398
§15-1 金属的热膨胀系数 404
第十五章 金属的热膨胀 404
§15-2 晶体热膨胀的物理本质 405
一、晶体的结合力和结合能 405
二、晶体的非线性振动与热膨胀 406
三、铁磁性物质？膨值的反常 408
§15-3 影响金属热膨胀的因素 409
一、温度对热膨胀的影响 409
二、熔点Ts对膨胀系数的影响 409
的影响 410
四、合金元素与合金相对热膨胀 410
三、相变对热膨胀的影响 410
五、冷加工对热膨胀的影响 414
§15-4 热膨胀的测量及其在金属材料研究中的应用 414
一、热膨胀的测量 414
二、机械杠杆和光杠杆膨胀仪的构造和工作原理 414
三、膨胀系数的测定 417
四、热膨胀测量在金属材料研究中 418
的应用 418
主要参考文献 423