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绪论 1
第一章 金属的晶体结构与结晶 5
1-1 金属的晶体结构 5
一、晶体与非晶体 5
二、金属的特性和金属键 5
三、金属晶体结构的基本类型 6
四、晶格的致密度 8
五、晶面、晶向和晶体的各向异性 9
1-2 实际金属的晶体结构 11
一、多晶体结构和亚结构 11
二、晶体的缺陷 12
一、纯金属的冷却曲线和过冷现象 15
1-3 纯金属的结晶和铸锭 15
二、结晶过程 16
三、金属结晶后的晶粒大小 18
四、金属铸锭的组织与性能 19
1-4 金属的同素异晶转变 20
习题与思考题 22
第二章 金属的塑性变形与再结晶 23
2-1 金属的塑性变形 23
一、单晶体的塑性变形 23
二、多晶体的塑性变形 28
2-2 冷塑性变形加工对金属的性能与组织的影响 29
一、冷塑性变形对金属性能的影响 29
二、冷塑性变形对金属组织结构的影响 30
三、产生残余应力 31
一、回复 33
2-3 回复与再结晶 33
二、再结晶 35
三、晶粒长大 35
四、影响再结晶后晶粒大小的因素 36
五、冷塑性变形金属的热处理 37
2-4 金属的热塑性变形加工 37
一、热加工与冷加工的区别 38
二、热加工对金属组织与性能的影响 38
习题与思考题 40
第三章 合金的结构与二元合金 42
3-1 合金的结构 42
一、合金的基本概念 42
二、合金的相结构 42
3-2 二元合金相图的建立 46
一、相图的表示方法 47
二、二元合金相图的测定方法 48
3-3 二元匀晶相图 48
一、相图分析 49
二、合金结晶过程分析 49
三、杠杆定律的应用 50
四、枝晶偏析 51
3-4 二元共晶相图 52
一、相图分析 52
二、合金的结晶过程分析 54
三、比重偏析 58
3-5 合金的性能与相图间的关系 59
一、形成单相固溶体的合金 59
二、形成两相混合物的合金 60
习题与思考题 61
第四章 铁-渗碳体相图 63
一、铁素体 64
4-1 铁碳合金的基本相 64
二、奥氏体 65
三、渗碳体 65
4-2 铁-渗碳体相图分析 65
一、上半部分图形--由液态变为固态的一次结晶 66
二、下半部分图形--固态下的相变 68
三、铁-渗碳体相图中各点、线含义的小结 68
4-3 典型铁碳合金结晶过程及其组织 69
一、共析钢(0.77)的结晶过程分析 70
二、亚共析钢(0.0218～0.77)的结晶过程分析 71
三、过共析钢(0.77～2.11)的结晶过程分析 72
四、共晶白口铸铁(4.3)的结晶过程分析 73
六、过共晶白口铸铁(4.3～6.69)的结晶过程分析 74
五、亚共晶白口铸铁(2.11～4.3)的结晶过程分析 74
4-4 含碳量与铁碳合金的组织、性能间的关系 75
一、含碳量与平衡组织间的关系 75
二、含碳量与机械性能间的关系 75
4-5 铁-渗碳体相图的应用 76
一、在选材方面的应用 76
二、在制定热加工工艺方面的应用 77
习题与思考题 78
第五章 钢的热处理 79
5-1 概述 79
5-2 钢在加热时的转变 80
一、共析碳钢的奥氏体化过程 80
二、影响奥氏体化的因素 81
三、奥氏体晶粒的长大 82
四、亚共析碳钢和过共析碳钢加热时的转变 84
5-3 钢在冷却时的转变 85
一、过冷奥氏体的等温转变 85
二、过冷奥氏体的连续冷却转变 95
三、马氏体转变 97
5-4 钢的退火与正火 101
一、退火 101
二、正火 104
5-5 钢的淬火 106
一、淬火工艺 106
二、淬火方法 110
三、淬火缺陷及防止方法 113
5-6 钢的回火 116
一、回火目的 116
二、淬火钢的回火转变 117
三、回火转变产物的组织与性能 118
四、回火的种类及应用 120
五、回火脆性 121
5-7 钢的淬透性 121
一、淬透性的意义 121
二、影响淬透性的因素 123
三、淬透性的测定与表示方法 123
四、淬透性与机械性能的关系 125
5-8 钢的表面淬火 125
一、感应加热表面淬火 126
二、火焰加热表面淬火 129
5-9 钢的化学热处理 129
一、概述 129
二、钢的渗碳 130
三、钢的氮化 134
四、钢的软氮化和离子氮化 136
五、钢的气体碳氮共渗 138
习题与思考题 140
第六章 碳素钢与合金钢 144
一、按用途分类 144
二、按化学成分分类 144
三、按质量分类 144
6-1 常存杂质对钢性能的影响 145
6-2 合金元素在钢中的作用 146
一、合金元素对钢中基本相的影响 146
二、合金元素对铁-渗碳体相图的影响 148
三、合金元素对钢热处理的影响 149
6-3 结构钢 152
一、普通结构钢 153
二、优质结构钢 156
三、其他结构钢 170
6-4 工具钢 173
一、刃具钢 174
二、模具钢 182
三、量具钢 186
6-5 特殊性能钢 186
一、不锈耐酸钢 186
二、耐热钢 189
三、耐磨钢 192
习题与思考题 192
第七章 铸铁 194
7-1 铸铁的石墨化 195
一、铁-碳双重相图 195
三、影响石墨化的因素 196
二、石墨化过程 196
7-2 灰口铸铁 197
一、灰口铸铁的化学成分、组织和性能 197
二、灰口铸铁的牌号和应用 200
三、灰口铸铁的孕育处理 200
7-3 可锻铸铁 202
一、可锻铸铁的生产方法 202
二、可锻铸铁的牌号、组织、性能及用途 203
7-4 球墨铸铁 204
一、球墨铸铁的生产方法 204
二、球墨铸铁的化学成分、组织和性能 205
三、球墨铸铁的牌号和用途 207
7-5 合金铸铁 208
一、耐磨铸铁 208
二、耐热铸铁 209
三、耐蚀铸铁 210
7-6 铸铁的热处理 211
一、铸铁热处理的特点 211
二、灰口铸铁的热处理 211
三、球墨铸铁的热处理 213
习题与思考题 215
第八章 有色金属及粉末冶金材料 217
8-1 铝及其合金 217
一、工业纯铝 217
二、铝合金分类及热处理 218
三、形变铝合金 220
四、铸造铝合金 223
一、工业纯铜 225
8-2 铜及其合金 225
五、铝合金的选用 225
二、黄铜 226
三、青铜 229
四、铜合金的选用 232
8-3 滑动轴承合金 233
一、对轴承合金性能的要求 233
二、轴承合金的组织 233
三、常用的轴承合金 234
8-4 粉末冶金材料 237
一、粉末冶金法及其应用 237
二、机械制造中常用的粉末冶金材料 237
习题与思考题 241
一、零件使用性能与选材的关系 242
9-1 机械零件选材的原则 242
第九章 机械零件选材及其工艺路线分析 242
二、材料工艺性与选材的关系 247
三、经济性与选材的关系 253
9-2 热处理技术条件的标注 254
9-3 热处理零件的结构工艺性 256
9-4 热处理工序位置的安排 258
一、预先热处理的工序位置 258
二、最终热处理的工序位置 259
9-5 典型零件的选材、热处理及工序位置分析 263
一、齿轮类零件 263
二、机床主轴 264
三、机床精密丝杠(一般指5、6、7级丝杠) 265
四、手用丝锥 266
五、冷作模具 267
习题与思考题 270
附录 金属材料的机械性能 273
附-1 强度、塑性及其测定 273
一、拉力试样 273
二、拉伸图与应力-应变图 274
三、拉力试验测定的各项指标与其意义 275
附-2 硬度及其测定 278
一、布氏硬度 278
二、洛氏硬度 279
三、维氏硬度和显微硬度 280
附-3 疲劳 282
一、疲劳的概念 282
二、疲劳抗力指标 283
三、提高疲劳抗力的途径 283
一、冲击试验原理 284
附-4 冲击韧性及其测定 284
二、冲击试样 285
三、温度对冲击韧性值的影响 285
附-5 多次冲击抗力 286
一、多次冲击抗力概念 286
二、多次冲击试验原理 286
三、多次冲击抗力的分析与应用 287
习题与思考题 287
附表 288
附表1 淬火钢回火温度与硬度的关系 288
附表2 机械零件常用钢材及热处理方法 289
附表3 布氏硬度换算表 291
附表4 维氏硬度换算表 293
附表5 黑色金属硬度及强度换算表 295
附表6 肖氏与洛氏硬度换算表 298