《金属学与热处理》求取 ⇩

绪论1

0.1 材料科学的重要地位与作用2

0.2 工程材料的分类3

0.3 金属学与热处理课程的研究对象、内容与任务4

本章小结5

重要名词解释6

习题7

第一篇 金属学基础8

第1章 金属的性能9

1.1 金属的使用性能10

1.1.1 金属的力学性能10

1.1.2 金属的物理性能16

1.1.3 金属的化学性能18

1.2 金属的工艺性能18

1.2.1 铸造性能19

1.2.2 锻造性能19

1.2.3 切削加工性能19

1.2.4 焊接性能19

1.2.5 热处理性能19

本章小结20

重要名词解释20

习题21

第2章 金属与合金的结构22

2.1 金属23

2.1.1 金属及金属特性23

2.1.2 金属原子的结构特点23

2.1.3 金属原子的键合方式24

2.1.4 金属原子间的结合力与结合能24

2.2 金属的晶体结构25

2.2.1 晶体及晶体特性25

2.2.2 空间点阵26

2.2.3 晶胞、晶系与布拉菲格子26

2.2.4 晶向指数和晶面指数28

2.2.5 典型金属的晶体结构31

2.2.6 其他金属的晶体结构36

2.3 实际金属的晶体结构37

2.3.1 点缺陷37

2.3.2 位错39

2.3.3 面缺陷45

2.4 合金相结构48

2.4.1 固溶体49

2.4.2 中间相54

本章小结59

重要名词解释61

习题63

第3章 纯金属的结晶66

3.1 纯金属结晶的基本条件与过程67

3.1.1 液态金属的结构与结晶的结构条件67

3.1.2 金属结晶的过冷现象68

3.1.3 金属结晶的热力学条件69

3.1.4 金属结晶的一般过程70

3.2 形核70

3.2.1 均匀形核70

3.2.2 非均匀形核73

3.3 晶核的长大76

3.3.1 晶核长大的条件76

3.3.2 晶核长大的方式76

3.3.3 晶核长大的形态78

3.3.4 晶体长大速度79

3.4 结晶理论的应用79

3.4.1 细化晶粒的方法79

3.4.2 定向凝固技术81

3.4.3 单晶的制取81

3.4.4 液态急冷凝固技术82

本章小结85

重要名词解释86

习题87

第4章 二元合金的凝固与相图88

4.1 概述89

4.1.1 二元合金相图的表示方法89

4.1.2 二元合金相图的测定89

4.1.3 相律90

4.1.4 杠杆定律91

4.2 匀晶相图及固溶体结晶92

4.2.1 匀晶相图分析92

4.2.2 固溶体合金的平衡结晶过程92

4.2.3 固溶体合金的非平衡结晶及枝晶偏析93

4.2.4 固溶体合金的非平衡结晶及宏观偏析95

4.2.5 固溶体合金结晶时的成分过冷与晶体形态98

4.3 共晶相图及共晶合金结晶101

4.3.1 共晶相图分析101

4.3.2 合金的平衡结晶过程101

4.3.3 初晶和共晶的组织形态104

4.3.4 共晶合金的非平衡结晶105

4.4 包晶相图107

4.4.1 包晶相图分析107

4.4.2 合金的平衡结晶过程107

4.4.3 包晶系合金的非平衡结晶108

4.4.4 包晶转变在生产中的应用109

4.5 其他类型的二元合金相图109

4.5.1 两组元形成化合物的二元相图109

4.5.2 具有三相平衡恒温转变的其他二元相图110

4.5.3 具有同素异晶转变的相图112

4.5.4 具有有序转变和磁性转变的二元相图112

4.6 二元合金相图基本类型小结113

4.6.1 二元合金相图基本形式113

4.6.2 二元合金相图基本单元及其组合规律——相区接触法则114

4.7 二元合金相图的分析114

4.7.1 二元合金相图的分析方法115

4.7.2 二元合金相图分析举例115

4.8 二元合金相图与性能的关系116

4.8.1 相图与合金使用性能的关系116

4.8.2 相图与合金工艺性能的关系117

4.9 合金铸锭（件）的组织与缺陷118

4.9.1 铸锭的组织118

4.9.2 铸锭的缺陷118

4.10 相图的热力学解释120

4.10.1 自由能-成分曲线120

4.10.2 公切线法则122

4.10.3 用自由能-成分曲线绘制相图122

本章小结124

重要名词解释125

习题127

第5章 铁碳相图128

5.1 铁碳合金的组元和基本相129

5.1.1 铁碳合金的组元130

5.1.2 铁碳合金中的基本相130

5.2 铁碳合金相图分析131

5.2.1 相图中特性点131

5.2.2 相图中特性线132

5.3 铁碳合金的平衡结晶过程132

5.3.1 工业纯铁的平衡结晶过程132

5.3.2 共析钢的平衡结晶过程133

5.3.3 亚共析钢的平衡结晶过程134

5.3.4 过共析钢的平衡结晶过程135

5.3.5 共晶合金的平衡结晶过程136

5.3.6 亚共晶白口铸铁的平衡结晶过程136

5.3.7 过共晶白口铸铁的平衡结晶过程137

5.4 碳对铁碳合金平衡组织与性能的影响138

5.4.1 碳对铁碳合金平衡组织的影响138

5.4.2 碳对铁碳合金机械性能的影响139

5.4.3 碳对铁碳合金工艺性能的影响140

5.5 Fe-Fe3C相图在材料加工中的应用141

5.5.1 在钢铁材料选用方面的应用141

5.5.2 在铸造工艺方面的应用141

5.5.3 在热锻、热轧工艺方面的应用141

5.5.4 在热处理工艺方面的应用141

5.6 钢中杂质对钢组织和性能的影响142

5.6.1 锰和硅的影响142

5.6.2 硫和磷的影响142

5.6.3 氢、氮、氧的影响143

5.7 钢锭的组织和缺陷144

5.7.1 镇静钢锭的组织和缺陷144

5.7.2 沸腾钢锭的组织和缺陷145

本章小结146

重要名词解释147

习题147

第6章 三元合金相图149

6.1 三元相图的基本知识150

6.1.1 概述150

6.1.2 三元相图的成分表示方法150

6.1.3 杠杆定律152

6.1.4 重心定律152

6.2 三元匀晶相图153

6.2.1 相图空间模型153

6.2.2 合金凝固过程及组织153

6.2.3 等温截面154

6.2.4 变温截面155

6.2.5 等温线投影图156

6.3 固态下互不溶解的三元共晶相图156

6.3.1 相图空间模型156

6.3.2 截面图158

6.3.3 投影图及合金结晶过程159

6.4 固态下有限互溶的三元共晶相图160

6.4.1 相图空间模型160

6.4.2 截面图162

6.4.3 投影图及合金结晶过程164

6.5 三元包共晶相图165

6.6 三元相图中相元平衡与四相平衡166

6.7 三元相图实例分析169

6.7.1 Fe-Cr-C三元系相图169

6.7.2 Fe-C-Si三元系垂直截面170

6.7.3 Fe-C-N三元系水平截面171

6.7.4 Al-Cu-Mg三元系投影图172

6.7.5 Al-Mg-Si系投影图173

本章小结174

重要名词解释175

习题176

第7章 金属与合金的塑性变形与断裂178

7.1 应力-应变曲线179

7.1.1 工程应力-应变曲线179

7.1.2 真应力-应变曲线180

7.1.3 弹性变形181

7.2 单晶体的塑性变形182

7.2.1 滑移182

7.2.2 滑移的位错机制188

7.2.3 孪生189

7.3 位错在塑性变形中的行为191

7.3.1 位错的交截191

7.3.2 位错的增殖193

7.3.3 位错的塞积194

7.4 多晶体的塑性变形195

7.4.1 多晶体塑性变形的特点195

7.4.2 晶粒大小对力学性能的影响196

7.5 合金的塑性变形197

7.5.1 单相固溶体合金的塑性变形197

7.5.2 多相合金的塑性变形199

7.6 塑性变形对金属组织与性能的影响200

7.6.1 组织结构的变化200

7.6.2 性能变化201

7.6.3 残留应力202

7.6.4 变形织构203

7.7 金属的断裂203

7.7.1 断口形态204

7.7.2 影响金属材料断裂性质的基本因素206

7.7.3 断裂韧性207

本章小结209

重要名词解释210

习题211

第8章 金属与合金的回复再结晶213

8.1 变形金属在加热时的变化214

8.1.1 显微组织和性能的变化214

8.1.2 加热过程中能量释放的情况215

8.2 回复215

8.2.1 回复动力学216

8.2.2 回复的机理216

8.2.3 回复以后金属性能的变化217

8.3 再结晶218

8.3.1 再结晶晶核的形成与长大218

8.3.2 再结晶温度及其影响因素219

8.4 晶粒长大221

8.4.1 晶粒的正常长大221

8.4.2 晶粒的异常长大——二次再结晶223

8.5 再结晶退火后的组织与性能224

8.5.1 再结晶全图224

8.5.2 再结晶织构225

8.5.3 退火孪晶225

8.6 金属的热加工226

8.6.1 动态回复与动态再结晶227

8.6.2 热加工后的组织与性能228

8.7 超塑性加工229

8.7.1 超塑性的表示229

8.7.2 影响超塑性的因素229

8.7.3 超塑性变形后的组织变化230

8.7.4 超塑性变形的机制231

本章小结231

重要名词解释232

习题233

第9章 扩散235

9.1 概述236

9.1.1 扩散的驱动力236

9.1.2 扩散的微观机制及扩散激活能236

9.1.3 扩散系数237

9.1.4 固态扩散的分类238

9.2 扩散定理239

9.2.1 扩散第一定律239

9.2.2 扩散第二定律240

9.3 影响扩散的因素241

9.3.1 温度的影响241

9.3.2 晶体结构的影响241

9.3.3 固溶体类型对扩散的影响241

9.3.4 固溶体浓度对扩散的影响242

9.3.5 晶体缺陷的影响242

9.3.6 化学成分对扩散的影响242

本章小结243

重要名词解释243

习题244

第二篇 钢的热处理原理与工艺245

第10章 钢的热处理原理与工艺246

10.1 固态相变的特点247

10.1.1 相变阻力大247

10.1.2 界面上原子排列的匹配248

10.1.3 晶体学位向相似249

10.1.4 惯习现象249

10.1.5 晶体缺陷的促进作用250

10.1.6 过渡相250

10.2 固态相变的基本类型250

10.2.1 扩散型相变251

10.2.2 非扩散型相变252

10.2.3 半扩散型相变252

10.3 固态相变时的形核与长大252

10.3.1 均匀形核252

10.3.2 非均匀形核252

10.3.3 晶核长大253

10.4 钢在加热时的转变257

10.4.1 奥氏体的形成过程258

10.4.2 奥氏体晶粒大小及其控制259

10.5 过冷奥氏体等温转变曲线和连续冷却转变曲线260

10.5.1 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线261

10.5.2 影响过冷奥氏体等温转变的因素262

10.5.3 过冷奥氏体连续冷却转变曲线263

10.6 珠光体转变265

10.6.1 珠光体组织形态与性能265

10.6.2 珠光体的形成266

10.6.3 非共析钢先共析相的析出268

10.7 马氏体转变268

10.7.1 马氏体的晶体结构、组织与性能269

10.7.2 马氏体转变的主要特点272

10.7.3 奥氏体的稳定化274

10.8 贝氏体转变274

10.8.1 贝氏体的组织形态与性能274

10.8.2 贝氏体的形成过程275

10.9 钢在回火时的转变276

10.9.1 淬火钢的回火转变及组织276

10.9.2 淬火钢回火时力学性能的变化278

10.9.3 回火脆性279

10.10 钢的退火与正火280

10.10.1 钢的退火280

10.10.2 钢的正火282

10.11 钢的淬火与回火282

10.11.1 钢的淬火282

10.11.2 钢的回火285

10.12 钢的表面热处理286

10.12.1 感应加热表面热处理286

10.12.2 火焰加热表面热处理287

10.12.3 激光热处理287

10.12.4 电子束热处理288

10.13 钢的化学热处理289

10.13.1 化学热处理概述289

10.13.2 钢的渗碳289

10.13.3 钢的氮化293

10.13.4 钢的碳氮共渗294

10.13.5 钢的渗硼295

10.13.6 钢的渗铝296

10.14 表面热处理新技术297

10.14.1 热喷涂技术297

10.14.2 气相沉积技术298

10.14.3 离子注入300

10.14.4 化学镀301

本章小结302

重要名词解释303

习题306

第三篇 金属材料学308

第11章 工业用钢309

11.1 概述310

11.2 钢的分类及编号311

11.2.1 钢的分类311

11.2.2 钢的编号312

11.3 合金元素在钢中的作用314

11.3.1 合金元素与铁和碳的相互作用314

11.3.2 合金元素在钢中的分布317

11.3.3 合金元素对钢的相变的影响320

11.4 工程构件用钢322

11.4.1 工程构件用钢的性能要求322

11.4.2 工程构件用钢的合金化323

11.4.3 常用工程构件用钢324

11.5 机器零件用钢328

11.5.1 机器零件用钢的性能及合金化特点328

11.5.2 常用机器零件用钢329

11.6 工具钢336

11.6.1 刃具钢336

11.6.2 量具钢342

11.6.3 模具钢343

11.7 特殊钢346

11.7.1 不锈钢347

11.7.2 耐热钢351

11.7.3 耐磨钢356

本章小结358

重要名词解释359

习题360

第12章 铸铁361

12.1 概述362

12.1.1 铸铁组织与性能特点362

12.1.2 铸铁的石墨化363

12.1.3 铸铁的分类365

12.2 常用铸铁366

12.2.1 灰口铸铁366

12.2.2 可锻铸铁369

12.2.3 球墨铸铁371

12.2.4 蠕墨铸铁375

12.3 合金铸铁376

12.3.1 耐磨铸铁376

12.3.2 耐蚀铸铁377

本章小结378

重要名词解释379

习题379

第13章 有色金属与合金381

13.1 铝及铝合金382

13.1.1 纯铝383

13.1.2 铝的合金化及强化途径383

13.1.3 铝合金的分类386

13.1.4 变形铝合金387

13.1.5 铸造铝合金389

13.2 铜及铜合金392

13.2.1 纯铜392

13.2.2 铜的合金化及强化方法393

13.2.3 黄铜394

13.2.4 青铜397

13.2.5 白铜399

13.3 钛及钛合金400

13.3.1 纯钛400

13.3.2 钛的合金化401

13.3.3 工业钛合金402

13.3.4 钛合金的热处理404

13.4 滑动轴承合金404

13.4.1 轴承合金性能要求405

13.4.2 锡基轴承合金406

13.4.3 铅基轴承合金407

13.4.4 铜基轴承合金407

13.4.5 铝基轴承合金408

本章小结408

重要名词解释409

习题409

第14章 粉末冶金材料411

14.1 粉末冶金原理和生产过程412

14.1.1 粉末的制取413

14.1.2 压制成形415

14.1.3 烧结416

14.1.4 烧结后处理417

14.2 结构材料418

14.2.1 制造零件的结构材料418

14.2.2 减摩擦材料419

14.2.3 多孔材料421

14.3 工具材料423

14.3.1 硬质合金423

14.3.2 超硬材料425

14.3.3 粉末高速钢427

14.4 其他粉末冶金材料428

14.4.1 耐热材料428

14.4.2 电磁材料429

14.4.3 原子能材料431

本章小结432

重要名词解释432

习题433

第15章 金属基复合材料434

15.1 金属基复合材料的种类与性能435

15.1.1 金属基复合材料的种类435

15.1.2 金属基复合材料的性能特点436

15.1.3 金属基复合材料中增强体的性质438

15.1.4 金属基复合材料的强度439

15.1.5 复合材料组分的相容性442

15.2 铝基复合材料443

15.2.1 铝基复合材料的特点443

15.2.2 硼-铝复合材料444

15.2.3 铝基复合材料的制造445

15.2.4 铝基复合材料的二次加工447

15.3 镍基复合材料453

15.3.1 蓝宝石晶须和蓝宝石杆453

15.3.2 镍-蓝宝石反应的性质和影响454

15.3.3 镍基复合材料的制造和性能456

15.4 钛基复合材料456

15.4.1 相容性问题457

15.4.2 钛基复合材料的研制458

15.4.3 钛基复合材料的发展前景459

15.5 石墨纤维增强金属基复合材料460

15.5.1 石墨纤维460

15.5.2 石墨-铝复合材料461

15.5.3 石墨-镍复合材料462

15.5.4 其他石墨增强复合材料463

本章小结464

重要名词解释465

习题465