第1章 钢的合金化基础 1
1.1 钢中合金元素及其分类依据 1
1.1.1 合金元素在钢中的分布及存在形式 1
1.1.2 合金元素分类 1
1.2 铁基固溶体 2
1.3 钢中的碳化物和氮化物 4
1.4 合金元素对Fe-C相图的影响 5
1.4.1 合金元素对S、E点的影响 6
1.4.2 合金元素对A1、A3及奥氏体相区的影响 6
1.5 合金元素与钢中晶体缺陷的相互作用 7
1.5.1 合金元素在钢中的偏聚 7
1.5.2 微量元素对钢的有益作用 8
1.6 合金元素对奥氏体的影响 9
1.6.1 合金元素对奥氏体形成的影响 9
1.6.2 碳化物在奥氏体中的溶解规律 10
1.6.3 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响 11
1.7 合金元素对过冷奥氏体分解的影响 11
1.7.1 合金元素对过冷奥氏体稳定性的影响 11
1.7.2 合金元素对珠光体和贝氏体转变的影响 13
1.7.3 合金元素对马氏体转变的影响 14
1.8 合金元素对淬火钢回火转变的影响 15
1.8.1 合金元素对马氏体分解的影响 15
1.8.2 合金元素对残余奥氏体转变的影响 16
1.8.3 合金元素对碳化物析出的影响 16
1.8.4 合金元素对α相的回复再结晶的影响 17
1.9 合金元素对钢强韧化的影响 18
1.9.1 合金元素对钢强度的影响 18
1.9.2 合金对钢塑性和韧性的影响 20
1.9.3 合金化与强韧化机理的综合运用举例 23
1.10 合金钢的分类及编号方法 23
1.10.1 分类 23
1.10.2 合金钢的编号 24
复习思考题 24
第2章 工程构件用钢 25
2.1 工程构件用钢的基本要求 25
2.1.1 足够的强度与韧度 26
2.1.2 良好的焊接性和成形工艺性 26
2.1.3 良好的耐腐蚀性 26
2.2 工种构件用钢的性能特点 26
2.2.1 屈服现象 26
2.2.2 冷脆现象 26
2.2.3 应变时效、淬火时效 27
2.2.4 蓝脆现象 27
2.3 碳素构件用钢 27
2.4 普通低合金构件用钢 30
2.4.1 对普通低合金构件用钢的性能要求 30
2.4.2 合金元素在低合金高强度钢中的作用 30
2.4.3 低合金高强度钢 33
2.5 微合金化低合金高强度钢 36
2.5.1 一般微合金化低合金高强度钢 36
2.5.2 针形铁素体型微合金化钢 38
2.5.3 双相钢 39
2.5.4 低合金高强度钢发展趋势 40
复习思考题 40
第3章 机器零件用钢 41
3.1 调质钢 41
3.1.1 典型零件的工作条件、失效方式及性能要求 41
3.1.2 对调质钢力学性能和工艺性能的要求 41
3.1.3 调质钢组织、化学成分及热处理特点 42
3.1.4 常用调质钢 43
3.1.5 调质零件用钢的发展动向 44
3.2 弹簧钢 44
3.2.1 弹簧的工作条件和性能要求 44
3.2.2 弹簧钢的化学成分及热处理特点 45
3.2.3 常用弹簧钢 47
3.3 渗碳钢和氮化钢 47
3.3.1 典型渗碳零件（齿轮）的工作条件、失效方式及性能要求 47
3.3.2 渗碳钢的化学成分特点 47
3.3.3 常用渗碳钢及热处理特点 48
3.3.4 氮化钢 50
3.4 滚动轴承钢 51
3.4.1 滚动轴承钢的工作特点及性能要求 51
3.4.2 轴承钢的冶金质量和化学成分特点 52
3.4.3 热处理特点 54
3.4.4 常用轴承钢 54
3.5 低碳马氏体型结构钢 55
3.6 超高强度钢 55
3.6.1 低合金中碳马氏体型超高强度钢 56
3.6.2 中合金中碳二次硬化型超高强度钢 56
3.6.3 中合金低碳马氏体型超高强度钢 57
3.6.4 马氏体时效钢 57
3.6.5 发展使用超高强度钢应注意的问题 59
3.7 特殊用途结构钢 59
3.7.1 高锰耐磨钢 59
3.7.2 易削钢 60
复习思考题 61
第4章 工具钢 63
4.1 概述 63
4.2 刃具用钢 64
4.2.1 刃具钢的使用条件及性能要求 64
4.2.2 碳素刃具钢 64
4.2.3 低合金刃具钢 65
4.2.4 高速钢 66
4.3 冷作模具用钢 78
4.3.1 冷变形模具的工作条件、性能要求 78
4.3.2 常用模具钢及其选择 79
4.3.3 充分发挥冷模具钢潜力的途径 81
4.4 热作模具钢 82
4.4.1 热作模具的工作条件、失效方式和性能要求 82
4.4.2 常用热模具钢 83
复习思考题 85
第5章 不锈钢 86
5.1 概述 86
5.1.1 不锈钢的发展历程 86
5.1.2 金属的腐蚀类型 89
5.1.3 不锈钢的工作条件和性能要求 93
5.1.4 不锈钢的耐蚀理论和提高耐蚀性的途径 93
5.1.5 不锈钢的分类 94
5.2 合金元素在不锈钢中的作用 95
5.2.1 铬元素的作用 95
5.2.2 镍元素的作用 97
5.2.3 碳元素的作用 98
5.2.4 钼元素的作用 99
5.2.5 氮和锰元素的作用 99
5.2.6 其他元素的作用 101
5.3 铁素体不锈钢 102
5.3.1 铁素体不锈钢的种类 102
5.3.2 铁素体不锈钢的脆性 105
5.3.3 铁素体不锈钢工艺性能 106
5.3.4 铁素体不锈钢的热处理 107
5.3.5 铁素体不锈钢的耐蚀性能 108
5.4 奥氏体不锈钢 109
5.4.1 奥氏体不锈钢的化学组成及组织 109
5.4.2 奥氏体不锈钢的工艺性能 112
5.4.3 奥氏体不锈钢的热处理 113
5.4.4 奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能 114
5.5 马氏体不锈钢 117
5.5.1 马氏体不锈钢的化学组成及分类 118
5.5.2 马氏体不锈钢的工艺性能 119
5.5.3 马氏体不锈钢的热处理 119
5.5.4 马氏体不锈钢的耐腐蚀性能 121
5.6 双相不锈钢 122
5.6.1 双相不锈钢的分类 123
5.6.2 双相不锈钢的性能特点 123
5.6.3 双相钢的工艺性能 125
5.6.4 双相不锈钢中的组织转变 125
5.6.5 双相不锈钢的耐腐蚀性能 128
5.7 沉淀硬化不锈钢的化学组成和类型 129
5.7.1 沉淀硬化不锈钢的化学组成和类型 129
5.7.2 沉淀硬化不锈钢的热处理 130
5.7.3 沉淀硬化不锈钢的耐腐蚀性能 131
5.8 不锈钢材料的新进展 132
5.8.1 超级不锈钢的类型及发展 132
5.8.2 功能性不锈钢的发展 134
5.8.3 不锈钢研发的最新进展 136
5.8.4 点腐蚀和海洋大气环境下的失重 139
5.8.5 不锈钢材料的发展趋势 141
复习思考题 142
第6章 耐热钢及高温合金 143
6.1 钢的耐热性和热稳定钢 143
6.1.1 耐热钢的工作条件和对性能的要求 143
6.1.2 钢的抗氧化性及其提高途径 143
6.1.3 抗氧化钢 147
6.2 金属的热强性 148
6.2.1 热强性指标 148
6.2.2 影响热强性的因素 148
6.2.3 提高钢热强性的途径 149
6.3 α-Fe基热强钢 150
6.3.1 珠光体型热强钢 150
6.3.2 马氏体型热强钢 153
6.4 奥氏体热强钢及合金 155
6.4.1 固溶强化型 157
6.4.2 碳化物沉淀强化型 157
6.4.3 金属间化合物强化型 157
6.5 镍基高温合金 158
复习思考题 159
第7章 铸铁 160
7.1 铸铁的特点和分类 160
7.1.1 铸铁中石墨的形态及分类 160
7.1.2 铸铁的特点 160
7.1.3 铸铁的分类 161
7.2 铸铁的结晶和石墨化过程 161
7.2.1 Fe-Fe3C和Fe-G双重相图 161
7.2.2 铸铁石墨化 162
7.3 灰口铸铁 167
7.3.1 灰口铸铁的牌号、化学成分 167
7.3.2 灰口铸铁的显微组织、性能及应用 168
7.4 球墨铸铁 170
7.4.1 石墨的球化处理 170
7.4.2 球墨铸铁的基本特征 173
7.4.3 球墨铸铁的牌号、化学成分和用途 173
7.5 蠕墨铸铁 174
7.5.1 铸铁的石墨蠕化强化——变质处理 174
7.5.2 蠕墨铸铁的特点 175
7.5.3 蠕墨铸铁牌号及用途 175
7.6 可锻铸铁 176
7.6.1 可锻铸铁的生产 176
7.6.2 可锻铸铁的牌号、性能及应用 177
7.7 特殊性能铸铁 177
7.7.1 耐磨铸铁 177
7.7.2 耐热铸铁 178
7.7.3 耐蚀铸铁 179
7.8 铸铁的热处理 182
7.8.1 铸铁热处理特点 182
7.8.2 铸铁的热处理工艺 183
复习思考题 184
第8章 有色金属及其合金 185
8.1 铝及其合金 185
8.1.1 纯铝 185
8.1.2 铝的合金化及铝合金的分类 186
8.1.3 铝合金的热处理 190
8.1.4 铝合金的细化晶粒强化 197
8.1.5 变形铝合金 198
8.1.6 铸造铝合金 203
8.2 镁及镁合金 208
8.2.1 纯镁 208
8.2.2 镁合金 208
8.3 铜及铜合金 211
8.3.1 工业纯铜 211
8.3.2 铜的合金化及铜合金分类 212
8.3.3 黄铜 212
8.3.4 青铜 214
8.3.5 白铜 216
8.4 钛及钛合金 217
8.4.1 钛的基本特性 217
8.4.2 工业纯钛 218
8.4.3 钛的二元相图 218
8.4.4 钛的合金化 219
8.4.5 钛合金的分类 220
8.4.6 钛合金的热加工及热处理 220
8.4.7 常用钛合金 224
8.4.8 钛合金的发展趋势 226
复习思考题 227
第9章 工程非金属材料 228
9.1 高分子合成材料 228
9.1.1 概述 228
9.1.2 塑料 229
9.1.3 橡胶 243
9.2 陶瓷 249
9.2.1 陶瓷材料的分类 249
9.2.2 陶瓷的形成过程 250
9.2.3 陶瓷材料的显微结构及性能 251
9.2.4 常用工业陶瓷及其应用 253
9.3 复合材料 257
9.3.1 复合材料概述 257
9.3.2 复合材料的定义和分类 257
9.3.3 复合材料的基本性能 258
9.3.4 复合材料的界面 260
9.3.5 复合材料成型技术 261
9.3.6 各种复合材料简介 264
复习思考题 269
参考文献 270