第一章 钢中的合金元素 1
1-1 基本定义与概念 1
1-2 合金元素的分类及铁基二元相图的类型 1
一、 合金元素的分类 1
二、铁基二元相图的类型 2
1-3 合金元素对钢的临界点和Fe-C相图的影响 4
1-4 合金钢的分类与编号 5
一、钢的分类 5
二、合金钢的编号方法 6
第二章 合金钢中的相组成 7
2-1 铁基固液体 7
一、置换固溶体的形成规律 7
二、间隙固溶体的形成规律 8
一、一般规律 10
2-2 碳化物与氮化物 10
二、Ⅳ、Ⅴ族金属的碳化物与氮化物 11
三、Ⅳ～Ⅶ族金属的碳化物与氮化物 12
2-3 金属间化合物 13
2-4 非金属相 13
2-5 元素在晶界的偏聚 14
习题 15
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第三章 合金钢中的相变 16
3-1 合金元素对相变基本因素的影响 16
一、合金元素对γ、α相自由能的影响 16
二、合金钢中的扩散和碳在铁中的活度 16
3-2 合金元素对奥氏体形成的影响 19
一、钢的重结晶 19
二、碳化物和氮化物在奥氏体中的溶解规律 22
三、奥氏体的晶粒长大 23
一、合金元素对过冷奥氏体稳定性的影响 24
3-3 合金元素对过冷奥氏体分解的影响 24
二、合金元素对珠光体转变的影响 26
三、合金元素对贝氏体转变的影响 27
四、合金元素对马氏体转变动力学的影响 28
3-4 合金元素对淬火钢回火转变的影响 29
一、马氏体的分解 29
二、特殊碳化物的形成及其聚集长大 30
三、残余奥氏体的分解 31
四、α相的回复与再结晶 32
五、弥散(沉淀)强化 33
六、合金钢的回火脆性 34
习题 36
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一、强化机理 37
第四章 合金元素对钢的强韧性和工艺性能的影响 37
4-1 钢的强化机理与韧化途径 37
二、韧化途径 39
4-2 合金化与强韧化机理的综合运用举例 41
4-3 合金元素对钢的工艺性能的影响 43
一、合金元素对钢的冷态成型性的影响 43
二、合金元素对钢的切削加工性的影响 45
三、合金元素对钢的焊接性的影响 47
四、合金元素对钢的热处理工艺性的影响 49
习题 52
进一步阅读文献 52
第五章 微量元素在钢中的作用 53
5-1 微量元素在周期表中的位置 53
5-2 微量痕迹元素对钢的性能的有害影响 53
三、控制夹杂物形态 54
二、变质作用 54
5-3 微量元素对钢的有益效应 54
一、净化作用 54
5-4 钢的微合金化 57
一、微合金化的一般规律 57
二、钢的微合金化技术的发展 58
习题 58
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第六章 工程构件用钢 59
6-1 低合金高强度钢 60
一、对低合金高强度钢的性能要求 60
二、合金元素在低合金高强度钢中的作用 61
三、我国的低合金高强度钢 65
四、国外低合金高强度钢的概况 66
一、一般微合金化低合金高强度钢 67
6-2 微合金化低合金高强度钢 67
二、针状铁素体型微合金化钢 69
三、双相钢 71
6-3 低合金高强度钢的研究发展趋势 72
习题 74
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第七章 机器零件用钢 75
7-1 典型机器零件的服役条件、常见失效方式和对钢材机械性能的要求 75
7-2 成分及热处理对性能的保证 76
一、机器零件用钢的合金化特点 76
二、含碳量的选择和回火温度的确定 77
7-3 调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢 79
一、合金化原则 79
二、热处理特点和组织、性能的变化规律 81
一、渗碳钢的合金化发展历程及合金元素对渗碳钢的影响 89
7-4 渗碳钢和氮化钢 89
二、渗碳钢的热处理特点 90
三、氮化用钢 92
7-5 低碳马氏体型结构钢 94
7-6 超高强度钢 98
一、低合金中碳马氏体型超高强度钢 99
二、中合金中碳二次硬化型超高强度钢 102
三、中合金低碳马氏体型超高强度钢 102
四、马氏体时效钢 102
7-7 特殊用途的结构钢 105
一、高锰耐磨钢 105
二、易削钢 105
7-8 机械制造中的材料选择问题 106
一、选材的依据 107
二、选材的具体方法 109
三、钢材选择的典型实例 110
习题 112
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第八章 工模具用钢 113
8-1 工模具用钢的性能要求、化学成分与热处理特点 113
一、工具钢的化学成分特点 113
二、工具钢热处理方面的特点 113
8-2 刃具用钢 114
一、刃具的工作条件和对刃具钢的基本性能要求 114
二、碳素工具钢 115
三、低合金工具钢 116
四、高速钢的合金化与热处理 121
8-3 冷变形模具钢 135
一、冷变形模具的服役条件、失效方式和性能要求 135
二、碳素及低合金模具钢 136
三、高铬和中铬模具钢 137
四、基体钢 141
8-4 热变形模具钢 142
一、热变形模具的服役条件、失效方式和性能要求 142
二、热变形模具钢的化学成分、热处理工艺特点 143
三、国内外常用热变形模具钢 143
8-5 典型冷、热变形模具的材料选择举例 146
习题 149
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第九章 不锈钢 150
9-1 概论 150
一、不锈钢的工作条件及其对性能的要求 150
二、金属腐蚀的基本概念 151
三、不锈钢的分类 156
一、提高钢的耐蚀性的途径 157
9-2 合金元素对不锈钢组织和性能的影响 157
二、合金元素对铁的极化和电极电位的影响 158
三、合金元素对不锈钢基体组织的影响 159
四、合金成分、组织对不锈钢机械性能的影响 162
9-3 铁素体不锈钢 163
一、钢种和成分 163
二、平衡组织 164
三、铁素体不锈钢的脆性 165
四、铁素体不锈钢的热处理 165
9-4 马氏体不锈钢 166
一、钢种和成分 166
二、平衡组织 167
三、Cr13型马氏体类钢的热处理 168
四、1Cr17N12钢 169
一、钢种和成分 171
9-5 奥氏体不锈钢 171
二、奥氏体不锈钢的平衡组织 173
三、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 173
四、奥氏体不锈钢的热处理 175
五、铬锰及铬锰镍不锈钢 176
9-6 铁素体-奥氏体不锈钢(双相不锈钢) 178
9-7 奥氏体-马氏体不锈钢(超高强度不锈钢) 179
9-8 不锈钢近年来研究发展动向 181
习题 183
进一步阅读文献 184
第十章 耐热钢 185
10-1 概论 185
一、耐热钢的工作条件和对性能的要求 185
二、钢的抗氧化性能 185
三、钢的热强性能 189
四、耐热金属材料的分类 195
10-2 抗氧化钢 195
一、铁素体型抗氧化钢 195
二、奥氏体型抗氧化钢 196
10-3 珠光体型热强钢 197
一、低碳珠光体型热强钢 197
二、中碳珠光体型热强钢 202
10-4 马氏体型热强钢 203
一、叶片用钢 203
二、排气阀用钢 204
10-5 奥氏体型热强钢及合金 206
10-6 镍基高温合金 209
10-7 耐热钢的研究发展动向 212
习题 214
进一步阅读文献 215
第十一章 铸铁 216
11-1 铸铁的分类及各类铸铁的特征 216
一、铸铁中的石墨形态与分类 216
二、灰口铸铁的基本特征 217
三、球墨铸铁的基本特征 220
四、蠕墨铸铁的基本特征 222
五、可锻铸铁的基本特征 224
11-2 铸铁的石墨化 224
一、Fe-Fe3C和Fe-C双重状态图 224
二、铸铁石墨化过程的热力学和动力学条件 225
三、铸铁的石墨化过程 226
四、各类铸铁铸态组织的形成条件 227
五、影响铸铁石墨化的因素 227
一、灰口铸铁中石墨的生长方式 231
11-3 提高铸铁性能的途径 231
二、铸铁的石墨细化强化--孕育处理 232
三、铸铁的石墨球化强化--球化处理 233
四、铸铁的石墨蠕化强化--变质处理 235
11-4 铸铁的合金化 237
一、耐热铸铁 237
二、耐磨铸铁 237
三、耐蚀铸铁 238
11-5 铸铁的热处理 240
一、Fe-C-Si三元状态图 240
二、铸铁热处理原理 241
三、铸铁热处理工艺 242
习题 246
进一步阅读文献 246
一、概述 247
12-1 铝及其合金 247
第十二章 有色金属及其合金 247
二、铝合金的时效强化 248
三、铝合金的细化组织强化 256
四、各类铝合金的简介 260
12-2 铜及其合金 267
一、 概述 267
二、 黄铜 272
三、 青铜 274
四、 白铜 278
12-3 钛及钛合金 279
一、 纯钛的基本特性 279
二、 钛合金的分类及其主要合金的特征 280
三、 钛的合金化 282
四、 钛合金的热处理 283
一、滑动轴承的工作条件及其对性能的要求 287
12-4 滑动轴承合金 287
二、减摩理论简介 288
三、各类轴承合金简介 288
12-5 其他有色合金 292
一、镁及其合金 292
二、锌及其合金 296
12-6 有色合金的研究发展动向 299
一、铝合金的发展 299
二、铜合金的发展 299
三、钛合金的发展 300
四、其他方面的发展 300
习题 300
进一步阅读文献 301
附录 302