第一章 金属材料基本知识 1
第一节 金属的晶体结构 1
（一）金属晶体构造的特点 1
目录 1
（二）几种常见的金属晶格类型 3
第二节 金属的结晶 4
（一）结晶的基本概念 4
（二）金属的结晶过程 5
（三）金属的实际晶体构造 5
（四）结晶晶粒大小的影响因素 9
第三节 金属在固态下的转变 10
（一）拉伸试验 12
（二）强度 12
第四节 金属材料的机械性能 12
（三）塑性 13
（四）硬度 14
（五）冲击值 15
（六）真应力与真应变 17
第二章 金属材料的变形与再结晶 19
第一节 单晶体金属的变形 19
（一）单晶体金属的弹性变形 20
（二）单晶体金属的塑性变形 20
第二节 多晶体金属的变形 24
（一）晶界的作用 24
（二）各晶粒间位向差别的影响 25
第三节 塑性变形对金属组织和性能的影响 26
（一）塑性变形对金属材料组织的影响 26
（二）塑性变形对金属材料性能的影响 27
第四节 塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化 28
（一）回复与再结晶 29
（二）金属的再结晶温度 29
（三）再结晶退火后的晶粒度 31
第五节 金属材料的热加工变形 32
第三章 铁碳合金 34
第一节 合金的基本结构 34
（一）固溶体 34
（二）金属化合物 36
（三）机械混合物 38
第二节 二元合金状态图的基本概念 39
（一）二元合金状态图的建立 39
（二）杠杆定律 40
第三节 铁碳合金状态图 42
（一）纯铁与渗碳体的性能 43
（二）铁——渗碳体状态图的分析 44
（三）典型合金结晶过程的分析 47
（四）铁——渗碳体状态图的实际应用 51
（五）碳钢的组织对性能的影向 52
第四节 碳钢 53
（一）常存杂质对碳钢性能的影响 53
（二）碳钢的分类 54
（三）碳钢的牌号及其应用 55
第五节 锅炉常用的碳钢 56
（一）锅炉主要元件对钢材性能的要求 56
（二）锅炉碳素钢 58
（一）Fe－Fe3C状态图在热处理中的运用 63
第四章 钢的热处理 63
第一节 钢的加热转变 63
（二）共析钢的加热转变 64
（三）奥氏体晶粒的长大 65
（四）影响奥氏体形成速度的因素 66
（五）亚共析钢和过共析钢的加热转变 69
（六）确定加热工艺的原则 70
第二节 钢在冷却时的转变 72
（一）奥氏体等温转变曲线 72
（二）奥氏体等温转变产物的组织及其性能 75
（三）奥氏体等温转变曲线的意义 81
（四）影响奥氏体等温转变曲线的因素 81
（五）奥氏体等温转变曲线的应用 83
（六）钢的连续冷却转变 85
第三节 钢的退火和正火 86
（一）钢的退火 86
（二）钢的正火 89
（三）退火与正火的选择 89
第四节 钢的淬火和回火 90
（一）钢的淬火 91
（二）钢的淬透性 93
（三）淬火时的主要缺陷及防止方法 95
（四）钢的回火 96
第五节 钢的表面热处理 99
（一）表面淬火 99
（二）化学热处理 101
第六节 锅炉制造中的热处理工作 107
（一）锅筒制造中的热处理工作 108
（二）锅炉集箱及蒸汽导管的热处理工作 116
（三）锅炉受热面管件的热处理工作 117
第五章 金属材料的脆性 119
第一节 金属材料的断裂 119
第二节 脆性破坏事故的实例及分析 121
第三节 韧——脆性转变温度 126
第四节 无塑性温度 128
第五节 金属材料产生脆性断裂的条件 131
（一）温度 131
（二）缺陷 131
（三）厚度 132
（四）加载速度 132
（五）微观组织 132
（一）缺口冲击试验的不足之处 133
（六）残余应力 133
第六节 断裂韧性 133
（二）线弹性断裂力学及断裂韧性 134
（三）金属材料断裂韧性的测定 137
（四）影响材料断裂韧性的因素 140
第七节 全面屈服断裂力学及裂纹张开位移 142
第八节 防止脆性断裂的方法 144
第九节 金属材料的脆性 146
（一）冷脆性 146
（二）兰脆性 149
（三）热脆性 149
（四）红脆性 151
（五）回火脆性 151
（六）应变时效 153
（七）苛性脆化 155
（八）钢的氢损坏 157
第六章 金属材料的高温机械性能 163
第一节 温度对金属材料静力机械性能的影响 163
第二节 蠕变现象 165
（一）蠕变曲线 165
（二）蠕变的机理 167
（三）条件蠕变极限 168
第三节 钢的持久强度 169
（一）蠕变试验及蠕变极限的不足 169
（二）高温持久强度 170
（三）持久强度的推测方法 170
第四节 钢的持久塑性 174
第五节 影响钢材高温强度的因素 175
（一）化学成分 175
（二）冶炼方法 176
（三）金属材料的组织结构 176
（四）热处理方法 177
（五）温度波动对钢材高温强度的影响 178
第六节 钢的应力松弛 178
第七章 长期在高温条件下金属材料组织结构的变化 181
第一节 珠光体的球化 181
第二节 石墨化 184
第三节 合金元素的重新分配 187
第八章 金属的氧化与腐蚀 188
第一节 金属的高温氧化 188
第二节 蒸汽腐蚀 190
第三节 硫的腐蚀 191
（一）高压锅炉水冷壁管的硫腐蚀 191
（二）锅炉过热器管的高温硫腐蚀 192
（三）含镍合金钢的硫腐蚀 193
（四）硫的低温腐蚀 193
第四节 钒的腐蚀 194
第五节 应力腐蚀 195
第九章 锅炉高温元件的工作寿命 196
第一节 国内外简况 196
第二节 判断高温元件能否继续使用的技术指标 197
第三节 锅炉高温元件所用钢材的选择 198
第一节 合金元素在钢中的存在形式 200
第十章 合金元素在钢中的作用 200
第二节 合金元素对钢平衡组织的影响 202
（一）合金元素对钢临界温度的影响 203
（二）合金元素对钢共析点（S点）位置的影响 203
（三）合金元素对奥氏体相区大小的影响 204
第三节 合金元素对热处理的影响 204
（一）合金元素对奥氏体化的影响 204
（二）合金元素对奥氏体分解转变的影响 205
（三）合金元素对马氏体转变的影响 206
（四）合金元素对回火稳定性的影响 207
第四节 合金元素对机械性能的影响 208
（一）钢的强化方法 208
（二）合金元素对正火（或退火）状态钢机械性能的影响 208
第五节 合金元素对钢的工艺性能的影响 210
（一）合金元素对焊接性的影响 210
（三）合金元素对调质钢机械性能的影响 210
（二）合金元素对切削加工的影响 212
（三）合金元素对冷加工性能的影响 212
第六节 几种常用合金元素在钢中的作用 213
（一）硅在钢中的作用 213
（二）锰在钢中的作用 213
（三）铬在钢中的作用 214
（四）镍在钢中的作用 215
（五）钼在钢中的作用 216
（六）钨在钢中的作用 216
（七）钒在钢中的作用 216
（十）硼在钢中的作用 217
（九）铌在钢中的作用 217
（八）钛在钢中的作用 217
（十一）铝在钢中的作用 218
第十一章 合金钢 219
第一节 合金钢的分类 219
（一）按用途分类 219
（二）按化学成分分类 219
（三）按金相组织分类 220
第二节 合金钢的编号方法 220
（一）我国合金钢的编号 220
（二）我国与其他国家常用钢号的对照 220
第三节 合金结构钢 222
（一）普通低合金结构钢 222
（二）弹簧钢和滚珠轴承钢 227
（一）工具钢的合金化与热处理方面的特点 229
第四节 合金工具钢 229
（二）高速钢 230
（三）硬质合金 231
第五节 热强钢及耐热钢 232
（一）热强钢及耐热钢的合金化原则 232
（二）锅炉上常用的热强钢 233
（三）锅炉上常用的耐热钢 247
第六节 不锈钢 248
（一）电化学腐蚀的基本概念 248
（二）铬不锈钢 251
（三）铬镍不锈钢 251
第十二章 铸铁 255
第一节 概论 255
第二节 白口铁的组织和性能 255
（二）亚共晶白口铁 256
（一）共晶白口铁 256
（三）过共晶白口铁 257
第三节 铸铁的石墨化 259
（一）冷却速度的影响 259
（二）化学成分的影响 260
第四节 灰口铸铁 260
（一）普通灰口铸铁的成分 260
（二）灰口铸铁的组织 261
（三）灰口铸铁的性能 262
第五节 球墨铸铁 263
（一）球墨铸铁的生产方法 263
（二）球墨铸铁的性能 264
（三）球墨铸铁的热处理 265
第六节 耐热合金铸铁 266