第1章 金属材料的性能与结构 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和化学性能 6
1.1.3 金属材料的工艺性能 7
1.1.4 金属材料的经济性能 8
1.2 金属的晶体结构 8
1.2.1 金属 9
1.2.2 晶体结构 10
1.2.3 实际金属的晶体结构 14
1.3 合金的相结构 18
1.3.1 固溶体 18
1.3.2 金属化合物 21
本章小结 22
第2章 纯金属的结晶 24
2.1 金属结晶的现象 24
2.1.1 金属结晶的宏观现象 24
2.1.2 金属结晶的微观现象 25
2.2 金属结晶的条件 25
2.2.1 金属结晶的热力学条件 25
2.2.2 金属结晶的结构条件 26
2.3 金属结晶的过程 26
2.3.1 晶核的形成方式 26
2.3.2 晶体的长大方式 27
2.4 晶粒大小的控制 28
2.5 金属铸锭的组织与缺陷 29
2.5.1 铸锭的组织 29
2.5.2 铸锭的缺陷 30
2.5.3 钢中的杂质元素 31
本章小结 32
第3章 合金的结晶 33
3.1 固态合金中的相与组织 33
3.2 二元合金相图的建立 34
3.2.1 二元相图的表示方法 34
3.2.2 二元合金相图的测定方法 35
3.2.3 杠杆定律 35
3.3 几种典型的二元合金相图 36
3.3.1 二元匀晶相图 36
3.3.2 二元共晶相图 37
3.3.3 二元包晶相图 39
3.3.4 二元共析相图 41
3.3.5 组元间形成稳定化合物的相图 41
3.4 相图与合金性能的关系 42
3.5 三元合金相图简介 43
本章小结 48
第4章 铁碳合金 49
4.1 铁碳合金的组元 49
4.2 Fe-Fe3C相图分析 50
4.2.1 相图中的基本相 50
4.2.2 相图中的点、线、区 52
4.2.3 包晶转变 53
4.2.4 共晶转变 53
4.2.5 共析转变 54
4.3 典型铁碳合金平衡结晶过程及组织 54
4.3.1 工业纯铁 54
4.3.2 共析钢 56
4.3.3 亚共析钢 56
4.3.4 过共析钢 57
4.3.5 共晶白口铸铁 58
4.3.6 亚共晶白口铸铁 58
4.3.7 过共晶白口铸铁 59
4.4 铁碳合金的成分－组织－性能之间的关系 60
4.4.1 含碳量对平衡组织的影响 60
4.4.2 含碳量对力学性能的影响 61
4.4.3 含碳量对工艺性能的影响 62
4.5 Fe-Fe3C相图的应用 62
4.6 应用Fe-Fe3C相图应注意的问题 63
本章小结 63
第5章 金属的塑性变形、回复和再结晶 64
5.1 单晶体的塑性变形 64
5.1.1 滑移 64
5.1.2 孪生 66
5.2 多晶体的塑性变形 67
5.3 塑性变形对金属组织和性能的影响 68
5.4 回复和再结晶 69
5.4.1 回复 69
5.4.2 再结晶 70
5.4.3 晶粒长大 70
5.5 金属材料的热塑性变形 71
5.5.1 热加工与冷加工的区别 71
5.5.2 热加工对金属组织和性能的影响 71
5.6 金属的断裂 72
5.6.1 断裂的基本形式 72
5.6.2 影响断裂的基本因素 74
本章小结 75
第6章 钢的热处理原理 76
6.1 热处理概述 76
6.2 钢在加热时的转变 76
6.2.1 奥氏体转变温度与Fe-Fe3C相图的关系 77
6.2.2 奥氏体的形成 77
6.2.3 影响奥氏体转变速度的因素 78
6.2.4 奥氏体的晶粒度及控制因素 80
6.3 钢在冷却时的转变 81
6.3.1 过冷奥氏体的等温转变图 82
6.3.2 过冷奥氏体的连续冷却转变图 88
6.3.3 过冷奥氏体转变图的应用 89
本章小结 90
第7章 钢的热处理工艺 91
7.1 钢的热处理工艺分类 91
7.2 钢的普通热处理 91
7.2.1 退火与正火 91
7.2.2 退火与正火的选择 93
7.2.3 淬火和回火 94
7.3 钢的表面热处理 100
7.3.1 感应加热表面热处理 100
7.3.2 火焰加热表面热处理 102
7.4 钢的化学热处理 102
7.4.1 渗碳 102
7.4.2 渗氮 104
7.4.3 碳氮共渗 105
7.5 钢的热处理新技术 106
7.5.1 可控气氛热处理 106
7.5.2 真空热处理 107
7.5.3 离子渗扩热处理 107
7.5.4 形变热处理 108
7.5.5 表面技术 109
本章小结 110
第8章 金属材料 111
8.1 工业用钢 111
8.1.1 钢的分类和编号 111
8.1.2 工业用钢中合金元素的作用 114
8.1.3 碳素钢 116
8.1.4 合金结构钢 120
8.1.5 合金工具钢 132
8.1.6 特殊性能钢 140
8.2 铸铁 150
8.2.1 铸铁的特点和分类 150
8.2.2 铸铁的石墨化 151
8.2.3 常用铸铁 152
8.3 有色金属及合金 159
8.3.1 铝及铝合金 160
8.3.2 铜及铜合金 163
8.3.3 镁及镁合金 171
8.3.4 钛及钛合金 172
8.3.5 滑动轴承合金 174
本章小结 177
第9章 非金属材料 178
9.1 高分子材料 178
9.1.1 高分子材料的基本知识 178
9.1.2 高分子材料的性能特点 182
9.1.3 常用高分子材料及其应用 183
9.1.4 合成橡胶 187
9.1.5 粘合剂 190
9.2 陶瓷材料 190
9.2.1 陶瓷的制作工艺 191
9.2.2 陶瓷的组织结构 192
9.2.3 陶瓷的性能 192
9.2.4 常用陶瓷材料的分类及其应用 193
本章小结 194
第10章 新型材料 195
10.1 新型材料的分类 195
10.2 功能材料 195
10.2.1 形状记忆合金 196
10.2.2 超导材料 198
10.2.3 储氢材料 199
10.2.4 智能材料 202
10.2.5 梯度功能材料 203
10.3 复合材料 205
10.3.1 复合材料的定义及其分类 205
10.3.2 复合材料中各组元的作用 206
10.3.3 复合材料的性能特征 207
10.3.4 复合材料的复合机制 208
10.3.5 复合材料的应用 209
10.4 纳米材料 210
10.4.1 纳米材料的分类 211
10.4.2 纳米材料的特性 211
10.4.3 纳米材料的应用 213
10.4.4 纳米材料的制备 214
本章小结 215
第11章 工程用金属材料的选用 216
11.1 机械零件的失效与分析 216
11.2 工程材料选择的基本原则 217
11.3 轴、齿轮等工件的选材及工艺路线分析 218
11.3.1 轴类零件 218
11.3.2 齿轮类零件 219
11.4 箱体类零件分析 222
11.4.1 常用箱体类零件及选材 222
11.4.2 箱体类零件加工工艺分析 222
11.4.3 化工设备用材 223
11.5 工程材料应用举例 226
本章小结 228
参考文献 229