第一章 金属的晶体结构 1
§1-1金属 1
一、金属原子的结构特点 1
目录 1
二、金属键 2
三、结合力与结合能 2
一、晶体的特性 4
二、晶格与晶胞 4
§1-2金属的晶体结构 4
三、3种典型的金属晶体结构 5
四、晶向指数和晶面指数 14
五、晶体的各向异性 18
六、多晶型性 19
§1-3实际金属的晶体结构 19
一、点缺陷 20
二、线缺陷 21
三、面缺陷 27
习题 31
第二章 纯金属的结晶 33
§2-1金属结晶的现象 33
一、结晶过程的宏观现象 33
二、金属结晶的微观过程 34
§2-2金属结晶的热力学条件 35
§2-3金属结晶的结构条件 37
§2-4晶核的形成 38
一、均匀形核 38
二、非均匀形核 42
§2-5晶核长大 46
一、固液界面的微观结构 47
二、晶体长大机制 48
三、固液界面前沿液体中的温度梯度 49
四、晶体生长的界面形状——晶体形态 50
五、长大速度 53
六、晶粒大小的控制 54
§2-6金属铸锭的组织与缺陷 56
一、铸锭三晶区的形成 56
二、铸锭组织的控制 58
三、铸锭缺陷 59
习题 61
第三章 二元合金的相结构与结晶 62
§3-1合金中的相 62
一、相的分类 63
二、影响相结构的因素 63
§3-2合金的相结构 64
一、固溶体 64
二、金属化合物 69
§3-3二元合金相图的建立 72
一、二元相图的表示方法 72
二、二元合金相图的测定方法 72
三、相律及杠杆定律 73
§3-4匀晶相图及固溶体的结晶 75
一、相图分析 75
二、固溶体合金的平衡结晶过程 75
三、固溶体的不平衡结晶 79
四、区域偏析和区域提纯 80
五、成分过冷及其对晶体成长形状和铸锭组织的影响 83
一、相图分析 87
二、典型合金的平衡结晶及其组织 87
§3-5共晶相图及其合金的结晶 87
三、不平衡结晶及组织 93
四、比重偏析和区域偏析 95
§3-6包晶相图及其合金的结晶 96
一、相图分析 96
二、典型合金的平衡结晶过程及组织 97
四、包晶转变的实际应用 99
三、不平衡结晶及组织 99
§3-7其它类型的二元合金相图 100
一、组元间形成化合物的相图 100
二、偏晶、熔晶和合晶相图 101
三、具有固态转变的二元合金相图 103
§3-8二元相图的分析和使用 105
一、相图分析步骤 105
二、应用相图时要注意的问题 106
三、根据相图判断合金的性能 107
习题 109
第四章 铁碳合金 111
§4-1铁碳合金的组元及基本相 111
一、纯铁 111
二、渗碳体 113
§4-2Fe-Fe3C相图分析 114
一、相图中的点、线、区及其意义 114
二、包晶转变（水平线HJB） 114
四、共析转变（水平线PSK） 115
三、共晶转变（水平线ECF） 115
五、三条重要的特性曲线 116
§4-3铁碳合金的平衡结晶过程及组织 117
一、ωc=0.01％的工业纯铁 118
二、共析钢 118
三、亚共析钢 119
四、过共析钢 120
五、共晶白口铁 121
六、亚共晶白口铁 121
七、过共晶白口铁 122
一、对平衡组织的影响 123
§4-4含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响 123
二、对机械性能的影响 124
三、对工艺性能的影响 125
§4-5钢中的杂质元素及钢锭组织 127
一、钢中的杂质元素及其影响 127
二、钢锭的组织及其宏观缺陷 129
习题 133
一、成分三角形 135
第五章 三元合金相图 135
§5-1三元合金相图的表示方法 135
二、在成分三角形中具有特定意义的直线 136
§5-2三元系平衡相的定量法则 137
一、直线法则和杠杆定律 137
二、重心法则 138
§5-3三元匀晶相图 139
一、相图分析 139
二、三元固溶体合金的结晶过程 139
三、等温截面（水平截面） 140
四、变温截面（垂直截面） 141
五、投影图 142
§5-4三元共晶相图 143
一、组元在固态完全不溶的共晶相图 143
二、组元在固态有限溶解，具有共晶转变的相图 149
§5-5三元相图总结 155
一、三元系的两相平衡 155
二、三元系的三相平衡 155
三、三元系的四相平衡 156
四、相区接触法则 159
§5-6三元合金相图应用举例 159
一、Fe-C-Si三元系变温截面 159
二、Fe-C-Cr三元系等温截面 160
三、A1-Cu-Mg三元系液相面投影图 161
习题 162
第六章 金属及合金的塑性变形与断裂 165
§6-1金属的变形特性 165
一、应力－应变曲线 165
二、真应力－真应变曲线 166
三、金属与合金的弹性变形 167
§6-2单晶体的塑性变形 169
一、滑移 169
二、孪生 176
§6-3多晶体的塑性变形 178
一、多晶体的塑性变形过程 179
二、晶粒大小对塑性变形的影响 179
一、单相固溶体的塑性变形 181
§6-4合金的塑性变形 181
二、多相合金的塑性变形 182
§6-5塑性变形对金属组织和性能的影响 184
一、塑性变形对组织结构的影响 184
二、塑性变形对金属性能的影响 187
三、残余应力 189
§6-6金属的断裂 189
一、断裂分类 190
二、微孔聚集型断裂 192
三、解理断裂 193
五、影响材料断裂的基本因素 194
四、沿晶断裂 194
六、断裂韧性及其应用 196
习题 198
第七章 金属及合金的回复与再结晶 200
§7-1形变金属与合金在退火过程中的变化 200
一、显微组织的变化 200
三、机械性能的变化 201
四、其它性能的变化 201
二、储存能及内应力的变化 201
五、亚晶粒尺寸 202
§7-2回复 202
一、退火温度和时间对回复过程的影响 202
二、回复机理 202
三、亚结构的变化 203
四、回复退火的应用 204
§7-3再结晶 205
一、再结晶晶核的形成与长大 205
二、再结晶温度及其影响因素 206
三、再结晶晶粒大小的控制 208
§7-4晶粒长大 209
一、晶粒的正常长大 209
二、晶粒的反常长大 212
三、再结晶退火后的组织 213
§7-5金属的热加工 214
一、金属的热加工与冷加工 214
二、动态回复与动态再结晶 215
三、热加工后的组织与性能 216
习题 218
第八章 扩散 219
§8-1概述 219
一、扩散现象和本质 219
二、扩散机理 221
三、固态金属扩散的条件 223
四、固态扩散的分类 224
一、菲克第一定律 226
二、菲克第二定律 226
§8-2扩散定律 226
三、扩散应用举例 227
§8-3影响扩散的因素 231
一、温度 231
二、晶体结构 232
三、固溶体类型 232
四、晶体缺陷 233
习题 234
五、化学成分 234
第九章 钢的热处理原理 236
§9-1概述 236
一、热处理的作用 236
二、热处理与相图 236
三、固态相变的特点 238
四、固态相变的类型 240
§9-2钢在加热时的转变 240
一、共析钢奥氏体的形成过程 240
二、影响奥氏体形成速度的因素 242
三、奥氏体晶粒大小及其影响因素 244
§9-3钢在冷却时的转变 248
一、概述 248
二、共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线 249
三、影响过冷奥氏体等温转变的因素 251
四、珠光体转变 253
五、马氏体转变 259
六、贝氏体转变 270
七、过冷奥氏体连续冷却转变曲线及其应用 276
一、淬火钢的回火转变及组织 280
§9-4钢在回火时的转变 280
二、淬火钢在回火时性能的变化 285
三、回火脆性 286
四、淬火后的回火产物与奥氏体直接分解产物的性能比较 288
习题 289
第十章 钢的热处理工艺 290
§10-1钢的退火与正火 290
一、退火目的及工艺 290
二、正火目的及工艺 294
§10-2钢的淬火与回火 295
一、钢的淬火 295
三、退火和正火的选用 295
二、钢的回火 305
三、淬火加热缺陷及其防止 306
§10-3其它类型热处理 308
一、钢的形变热处理 308
二、钢的表面淬火 310
三、钢的化学热处理 312
习题 317
一、钢的分类 319
第十一章 工业用钢 319
§11-1钢的分类和编号 319
二、钢的编号 320
§11-2合金元素在钢中的作用 322
一、合金元素在钢中的分布 322
二、合金元素与铁和碳的相互作用 322
三、合金元素对相变的影响 324
四、合金元素对钢强韧性的影响 328
二、构件用钢的机械性能特点 331
一、概述 331
§11-3构件用钢 331
三、合金元素对构件用钢性能的影响 333
四、常用的构件用钢 335
五、铸钢 338
§11-4机器零件用钢 339
一、概述 339
二、机器零件用钢的合金化特点 340
三、渗碳钢 343
四、调质钢 346
五、弹簧钢 350
六、滚动轴承钢 354
§11-5工具钢 356
一、概述 356
二、刃具钢 357
三、模具钢 366
四、量具钢 371
§11-6特殊性能钢 372
一、不锈钢 372
二、耐热钢 379
三、耐磨钢 384
习题 385
第十二章 铸铁 387
§12-1概述 387
一、铸铁组织的形成 387
二、石墨与基体对铸铁性能的影响 391
§12-2常用普通铸铁 393
一、灰铸铁 393
二、可锻铸铁 396
三、球墨铸铁 399
四、蠕墨铸铁 402
§12-3特殊性能铸铁 404
一、耐磨铸铁 404
二、耐热铸铁 405
三、耐蚀铸铁 406
习题 407
第十三章 有色金属及合金 408
§13-1铝及铝合金 408
一、铝及铝合金的性能特点及分类编号 408
二、铝及铝合金的强化 409
三、变形铝合金 412
四、铸造铝合金 416
五、耐热铝合金 419
§13-2钛及钛合金 422
一、纯钛 422
二、钛的合金化 422
三、工业用钛合金 423
四、钛合金的热处理 426
一、纯铜 428
§13-3铜及铜合金 428
二、黄铜 429
三、青铜 431
§13-4轴承合金 433
一、轴承合金的性能要求 433
二、锡基轴承合金 434
三、铅基轴承合金 434
四、铝基轴承合金 435
习题 436
参考文献 436