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绪论1

目录1

第一章 金属材料的性能3

第一节 金属材料的力学性能3

一、强度和塑性3

二、硬度6

三、冲击韧性8

四、断裂韧性的概念11

五、金属疲劳的概念12

第二节 金属材料的物理和化学性能13

一、金属材料的物理性能13

二、金属材料的化学性能14

第三节 金属材料的工艺性能14

四、切削加工性能15

五、热处理性能15

二、压力加工性能15

三、可焊性能15

一、铸造性能15

第三章 金属的晶体结构与结晶17

第一节 金属的晶体结构17

一、金属17

二、金属的晶体结构18

三、三种常见的金属晶格18

四、晶体学的几个重要概念19

五、晶面指数和晶向指数21

第二节 纯金属的显微组织和实际金属的晶体缺陷24

一、纯金属的显微组织24

二、单晶体和多晶体24

三、实际金属的晶体缺陷25

一、液态金属的结构特点27

第三节 金属的结晶27

二、热分析实验和冷却曲线28

三、过冷现象和过冷度28

四、结晶的热力学条件29

五、金属的结晶过程29

六、晶粒大小控制31

第四节 金属的同素异构转变32

第三章 合金的相结构与二元合金相图34

第一节 合金的相结构34

一、主要名词概念34

二、合金的相结构35

第二节 二元合金相图的建立38

一、二元合金相图的建立38

二、水平截线法则及杠杆定律40

二、合金的平衡结晶及其组织41

一、相图分析41

第三节 匀晶相图41

三、合金的不平衡结晶及其组织43

第四节 共晶相图44

一、相图分析44

二、典型合金的平衡结晶及其组织44

三、不平衡结晶产生的伪共晶组织47

四、比重偏析47

第五节 包晶相图48

一、相图分析48

二、合金的平衡结晶及其组织48

第六节 其它类型的相图49

一、形成稳定金属化合物的相图49

二、具有固态相变的相图50

一、力学、物理性能与相图的关系51

第七节 合金的性能与相图之间的关系51

二、合金的工艺性能与相图的关系52

第四章 铁碳合金相图53

第一节 铁碳合金中的基本相53

一、铁素体53

二、奥氏体54

三、渗碳体54

第二节 铁碳合金相图分析54

一、铁碳合金相图中的特性点54

二、铁碳合金相图中的特性线55

一、工业纯铁56

二、共析钢56

第三节 典型合金的结晶过程及其组织56

三、铁碳合金相图中的相区56

三、亚共析钢58

四、过共析钢59

五、共晶白口铸铁60

六、亚共晶白口铸铁60

七、过共晶白口铸铁61

第四节 碳含量对铁碳合金组织与性能的影响62

一、碳含量对组织的影响62

二、碳含量对碳钢性能的影响62

第五节 Fe-Fe3C相图的应用63

一、在铸造生产方面的应用63

二、在锻造及轧制生产方面的应用64

三、在热处理方面的应用64

二、硅的影响65

一、锰的影响65

三、硫的影响65

第五章 碳素钢65

第一节 常存杂质元素对钢性能的影响65

四、磷的影响66

第二节 碳钢的分类、编号、性能和用途66

一、碳钢的分类66

二、碳钢的编号、性能和用途67

第三节 钢中非金属夹杂物和气体71

一、非金属夹杂物71

二、钢中气体73

第四节 碳素钢钢锭的组织和缺陷74

一、镇静钢钢锭的组织和缺陷75

二、沸腾钢钢锭的组织和缺陷77

第五节 连铸坯的组织和缺陷78

一、连铸坯的组织78

二、连铸坯的缺陷79

一、成分三角形81

第六章 三元合金相图81

第一节 三元合金相图的成分表示法81

二、成分三角形中的特性线82

第二节 三元系中的直线法则、杠杆定律和重心定律82

一、直线法则82

二、杠杆定律82

三、重心定律83

第三节 三元匀晶相图84

一、相图分析84

二、等温截面84

三、投影图85

四、变温截面86

第四节 三元共晶相图87

一、相图分析87

二、投影图88

三、等温截面89

四、变温截面90

第五节 三元合金相图应用举例91

一、Fe-C-Si三元系的变温截面91

二、Fe-C-Mn三元系的等温截面91

第七章 金属的塑性变形与再结晶94

第一节 金属的塑性变形94

一、金属单晶体的塑性变形94

二、金属多晶体的塑性变形98

三、合金的塑性变形99

四、冷塑性变形对金属组织结构和性能的影响100

第二节 冷塑性变形金属在加热时组织和性能的变化104

一、冷变形金属在加热时组织和性能的变化104

二、再结晶温度105

三、再结晶后的晶粒大小105

一、热加工与冷加工的区别107

第三节 金属的热加工107

二、热加工变形对钢的组织和性能的影响108

第八章 钢的热处理113

第一节 概述113

第二节 钢在加热时的组织转变114

一、共析钢的奥氏体化114

二、奥氏体晶粒的长大及其控制115

三、亚共析钢与过共析钢的奥氏体化117

四、钢的加热缺陷117

第三节 钢在冷却时的转变118

一、过冷奥氏体的等温转变119

二、过冷奥氏体的连续冷却转变125

三、马氏体转变126

一、钢的退火128

第四节 钢的退火与正火128

二、钢的正火132

第五节 钢的淬火133

一、淬火及其目的133

二、淬火工艺134

三、淬火内应力136

四、淬火方法136

五、钢的淬透性138

第六节 钢的回火140

一、回火的目的140

二、淬火钢回火时组织转变和性能的变化141

三、回火的分类及应用143

第七节 钢的表面热处理144

一、表面淬火144

二、化学热处理145

第八节 钢的形变热处理150

一、高温形变淬火150

二、低温形变淬火151

第九章 合金钢154

第一节 合金钢的分类154

一、按化学成分分类154

二、按用途分类154

三、按金相组织分类154

第二节 合金元素在钢中的作用154

一、合金元素对钢中基本相的影响155

二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响156

三、合金元素对钢加热和冷却时组织转变的影响157

四、合金元素对淬火钢回火转变的影响159

一、合金结构钢的分类与编号161

二、低合金结构钢161

第三节 合金结构钢161

三、合金渗碳钢164

四、合金调质钢165

五、弹簧钢169

六、滚动轴承钢172

第四节 合金工具钢176

一、合金工具钢的分类与编号176

二、合金刃具钢176

三、模具钢180

四、量具钢182

第五节 特殊性能钢183

一、不锈耐酸钢183

二、耐热钢187

三、耐磨钢188

四、电工硅钢（软磁钢）190

第十章 铸铁194

第一节 铸铁的石墨化195

第二节 灰口铸铁196

一、灰口铸铁的组织和性能196

二、灰口铸铁的牌号及用途197

三、影响灰口铸铁组织的因素197

四、灰口铸铁的孕育处理198

第三节 球墨铸铁199

一、球墨铸铁的化学成分、组织和性能199

二、球墨铸铁的牌号及用途200

第四节 蠕墨铸铁200

二、可锻铸铁的牌号、性能及用途201

第五节 可锻铸铁201

一、可锻铸铁的化学成分及石墨化退火201

三、蠕墨铸铁的牌号及用途201

二、蠕墨铸铁的组织和性能201

一、蠕墨铸铁的化学成分201

第六节 合金铸铁202

一、耐磨铸铁203

二、耐热铸铁203

三、耐蚀铸铁203

第七节 铸铁的热处理203

一、灰口铸铁的热处理203

二、球墨铸铁的热处理204

第十一章 有色金属及其合金206

第一节 铝及其合金206

一、纯铝206

二、铝合金的分类及热处理206

三、形变铝合金209

四、铸造铝合金210

第二节 铜及其合金213

一、工业纯铜213

二、黄铜214

三、青铜216

第三节 滑动轴承合金218

一、对轴承合金的性能要求218

二、轴承合金的组织218

三、常用的轴承合金219

附录223

1 布氏硬度换算表223

2 黑色金属硬度及强度换算表（GB1172—74）227

3 肖氏与洛氏硬度换算表230

4 常用钢的临界点231

5 国内外常用钢钢号对照表233

6 化学元素周期表238

参考文献239