第一章 金属学基础 1
第一节 金属结构的常用检测手段 1
一、显微检测分析的机理 2
二、金属的微观结构 4
三、金属的结构和性能的关系 6
第二节 铁碳合金的平衡状态图 8
一、相的平衡 8
二、金属的结晶 9
三、铁碳合金的相变 10
第三节 合金钢的相变动力学 14
一、合金元素的分类 15
二、合金钢相变动力学 16
三、马氏体的性质 16
四、合金元素对Fe-C平衡图的影响 19
第二章 特殊性能的合金钢 20
第一节 耐热钢 20
一、常用耐热钢 20
二、影响耐热钢高温强度的因素和机理 23
第二节 耐蚀不锈钢 24
一、奥氏体型和铁素体型耐蚀不锈钢 25
二、高综合性能板条马氏体不锈钢 25
第三节 耐磨钢 27
一、抗冲击磨料磨损的铸钢材料和工艺 28
二、抗热疲劳剥落与磨损的铸钢 32
三、抗流体耐蚀的铸钢 34
第四节 低合金钢及其他钢材 35
一、低合金高强度结构钢 36
二、低合金抗磨钢 37
三、高强度低导磁性钢 37
四、低温铸钢 37
第三章 特殊性能的铸铁 39
第一节 中锰球墨铸铁 39
一、化学成分与显微组织 40
二、铸件生产工艺 41
三、铸件造型和冷却工艺 42
四、大衬板生产工艺 42
第二节 低合金高强度球墨铸铁 44
一、铜钼合金球墨铸铁 44
二、镍钼合金球墨铸铁 45
三、低钨合金球墨铸铁 45
第三节 蠕墨铸铁 46
第四节 耐热铸铁 48
一、中硅耐热灰铸铁 48
二、中硅中铝球墨铸铁 49
三、高铝耐热铸铁 49
第五节 耐磨灰铸铁与白口铸铁 50
一、气缸套用的耐磨灰铸铁 50
二、高铬低合金抗磨白口铸铁 51
三、铬28耐酸耐磨铸铁 51
第六节 其他类型铸铁材料 52
一、用于制碱工业的耐碱铸铁材料 52
二、自磨锐犁生产和沥土犁铧铸铁的生产工艺 53
三、铁素体球墨铸铁 54
四、白心与黑心可锻铸铁 55
五、无限冷硬铸铁轧辊 56
六、锰钨铜奥氏体白口铸铁 57
第四章 有色金属合金及其熔炼 58
第一节 铜及铜合金 58
一、纯铜 58
二、黄铜 59
三、青铜 62
四、白铜 63
五、铜-锰基阻尼合金 64
第二节 铜合金的熔炼及原理和工艺 65
一、铜合金的熔炼及原理 65
二、纯铜的冶炼工艺 67
三、炉前检验方法 69
第三节 各类铸造铜合金熔炼工艺 70
一、黄铜类铸铜 70
二、青铜类铸铜 74
三、白铜类铸铜 75
四、铜合金的堆焊技术 75
第四节 铝和铝合金的强化处理 77
一、纯铝 77
二、铝合金 78
第五节 镁合金与锌合金 90
一、镁合金的性质与应用 90
二、镁合金的生产与加工工艺 91
三、粗镁的生产工艺流程 93
四、镁与镁合金的精炼技术 94
五、锌合金 95
第五章 金属学与热加工知识问答 97
1.金属学研究对象的核心是什么？ 97
2.金属的晶体、晶粒与金属的亚微观缺陷是何关系？ 97
3.晶粒的间界与晶粒的性质有无异同？ 98
4.金属的弹性形变与范性形变（塑性形变）的特异性如何？ 99
5.金属原子点阵发生滑移（或称滑移）有何规律？ 99
6.常用金属的晶型如何区分？熔点有何不同？ 99
7.何为孪晶？有何特征？ 100
8.什么是固溶体？ 100
9.间隙相、间隙固溶体和替代型（置换型）固溶体各有什么特点？ 100
10.铁碳合金及其他合金的共晶为什么熔点最低？ 101
11.为何过共析钢（含碳0.77％～1.8％）冷却时析出Fe3 C而不是石墨碳？ 101
12.为什么灰铸铁中石墨呈条形而黑心可锻铸铁中石墨呈团絮状？ 101
13.形成碳化物和溶入铁素体的合金元素如何排列强弱顺序？ 102
14.扩大和缩小γ区的合金元素及其在α铁与γ铁中的最大溶解度如何？ 102
15.图示扩大γ区和缩小γ区（即扩大α区）诸合金元素的作用是什么？ 102
16.影响合金元素之间溶解度的因素是什么？ 102
17.黑色金属中的奥氏体从高温连续冷却下来形成珠光体（含共析片状碳化物），从高温淬火形成马氏体再回火则形成粒状碳化物，如何解释这一规律？ 104
18.奥氏体铸钢与锻钢在工业应用上有何区别？ 104
19.含有形成碳化物的元素（carbide forming elements）的钢其等温转变曲线和含有形成铁素体元素（ferritstrengthen）的钢的等温转变曲线有何区别？ 105
20.流动性最好的合金是共晶成分或纯金属，如何理解？ 105
21.有何措施使铝合金长时间不发生自热时效硬化？ 106
22.软磁钢、硬磁钢与磁滞现象有何关系？ 106
23.为什么变压器中的铁芯不用整块磁铁而用多层硅钢片组成？ 107
24.钢中所谓的“白点”是什么？ 108
25.滚动摩擦与滑动摩擦的机制有何不同？ 108
26.金属材料发生疲劳裂纹的机制是什么？ 109
27.耐热钢中最忌讳的有害元素是什么？极限含量是多少？ 109
28.如何认识Na、 Sr对Al-Si合金变质的正负效应？ 109
29.用做弹簧的钢为何常是硅锰钢？ 110
30.所有的钢中都含有一定数量的硅和锰是什么原因？ 110
31.为什么耐腐钢和耐热钢中必含有较多的铬镍元素？ 110
32.如何防止合金结构钢发生回火脆性？ 110
33.金属或者合金的内耗是什么概念？ 111
34.对金属材料做拉力试验过程会发生什么物理现象？ 111
35.含有钨或钼的钢水冷却速率对形成碳化物的类型有无影响？ 111
36.共析钢与亚共析、过共析钢的转变有何区别？ 112
37.淬火马氏体组织在回火处理过程中有无原子扩散？ 112
38.铜合金中的夹杂元素Fe和P对性能有何影响？ 112
39.低碳钢能否发生时效硬化？ 112
40.冲击试样的缺口有哪些形式，其冲击功有无区别？ 112
41.拉力试棒在被拉断之前，为何中间部位发生缩颈？ 112
42.什么叫应变陈化？ 113
43.沸腾钢、半脱氧和镇静钢的根本区别是什么？ 113
44.生产合格的沸腾钢有何要领？ 113
45.沸腾钢锭的中间泡带是怎样生成的？ 114
46.黑色金属中不可避免的氧化夹杂物在显微镜下各有何特征？ 114
47.黑色金属中硫化夹杂有何特征？ 114
48.硅酸盐类复合夹杂物有何特征？ 114
49.如何划分粗晶粒钢与细晶粒钢？ 114
50.除去温度外，有什么因素会影响晶粒长大？ 115
51.钢的奥氏体晶粒度对热处理的效果有何影响？ 115
52.如何测定奥氏体的晶粒度（指奥氏体未发生相变之前的晶粒大小）？ 115
53.如何对低碳钢和低合金钢鉴别其粗晶或细晶的倾向？ 115
54.在没有标准图片的条件下，如何对钢的奥氏体晶粒定级？ 116
55.金属中内应力的基本概念是什么？ 116
56.如何解释金属淬火形成内应力？ 117
57.何谓马氏体逆变？ 117
58.板条马氏体因为什么发生逆变？ 118
59.氧气在铝和铜中的溶解度有何规律？ 118
60.氧气和氮气在钢中的溶解度有何规律？ 119
61.对钢铁材料做金相组织检查如何防止发生假象？ 119
62.制备铸铁金相试样，如何保持石墨的本来面貌？ 120
63.采用电解抛光制备金相试样有何优越性？适用范围和应注意的技术因素是什么？ 120
64.非晶质金属是怎样形成的？ 121
65.如何防止滚珠轴承组在使用过程突发噪声？ 121
66.什么是密烘铸铁？ 121
67.如何提高大型钢锭模的使用寿命？ 122
68.在钢铁中公认是有害因素磷和硫有无可利用的途径？ 122
69.何谓正常钢与反常钢，二者之间有何区别？ 123
70.高锰（13％）钢铸件为何在使用过程有时也发生断裂？如何防止？ 124
71.能否使白口铸铁在最短的时间内变成黑心可锻铸铁？ 124
72.对高锰（Mn≥ 13％）钢的试块和试棒进行机械加工十分困难，有无改善其加工性能的办法？ 125
73.当代主要精炼钢水的技术是什么？ 125
74.对金属材料做压力加工成型的方法中，何谓热加工、半热加工和冷加工？ 125
75.如何解决高铬铸钢件大批开裂问题？ 126
76.如何提高机床导轨的耐磨性和保持机床的持久精度？ 127
77.如何解决高硅耐酸铸铁的大量气孔问题？ 127
78.什么叫刮皮实验？ 128
79.耐候钢是指什么钢？ 129
80.时效强化（硬化）与沉淀强化（硬化）是否相同？ 129
81.电解抛光金相试片时应注意控制的技术因素有哪些？ 130
82.电解抛光金相试片时应如何选择电解液？ 131
83.有色金属（合金）的精炼程序规定先脱氢气后脱氧，可否倒过来进行？如不可，是何原因？ 132
84.用三角试片是否是炉前肉眼检验铁水中石墨球化的唯一方法？ 132
参考文献 134
作者简介 135