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目录1

第一章金属的力学性能1

§1.1　强度和塑性3

一、强度3

二、塑性5

§1.2　硬度6

一、布氏硬度试验法6

二、洛氏硬度试验法8

三、维氏硬度试验法9

§1.3　冲击韧性10

一、摆锤式一次冲击试验10

二、多次冲击试验12

§1.5　断裂韧性13

§1.4　疲劳强度13

实验一金属的力学性能14

Ⅰ．硬度试验14

Ⅱ．冲击韧性演示试验18

习题19

第二章　金属与合金的晶体结构21

§2.1　金属的晶体结构21

一、晶体与非晶体21

二、晶体结构的基本知识21

三、晶面指数和晶向指数23

四、晶体的各向异性25

§2.2　金属的实际晶体结构25

一、多晶体结构与亚晶粒25

二、晶体缺陷26

二、合金的相结构28

一、基本概念28

§2.3　合金的晶体结构28

习题31

第三章纯金属与合金的结晶33

§3.1　纯金属的结晶33

一、冷却曲线与过冷度33

二、结晶过程及其基本规律34

三、金属结晶后的晶粒大小35

四、铸锭的组织36

§3.2　合金的结晶38

一、二元合金相图38

二、二元合金相图的基本类型及合金的冷却过程40

§3.3　合金性能与相图的关系47

一、合金力学性能与相图的关系47

二、合金铸造性能与相图的关系48

习题49

第四章　金属的塑性变形与再结晶51

§4.1　金属的塑性变形51

一、单晶体的照性变形51

二、多晶体的塑性变形55

§4.2　塑性变形对金属组织和性能的影响56

一、晶粒沿变形方向被拉长，性能趋子各向异性56

二、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化56

三、晶粒择优取向，形成变形织构57

四、产生残余应力58

§4.3　塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化58

一、回复58

二、再结晶59

四、再结晶后的晶粒大小60

三、晶粒长大60

一、热变形加工的概念61

§4.4　金属的热变形加工61

二、热变形加工对金属组织和性能的影响62

习题63

第五章　铁碳合金相图与碳铜64

§5.1　铁碳合金的基本组织64

一、纯铁的同素异晶转变64

二、铁碳合金的基本组织65

§5.2　铁碳合金相图67

一、Fe-Fe3C相图分析68

二、典型铁碳合金的冷却过程及其组织69

三、含碳量对铁碳合金组织和力学性能的影响75

四、Fe-Fe3C相图的应用75

一、常存杂质对钢性能的影响76

§5.3　碳钢76

二、碳钢的分类、牌号、性能和用途77

实验二金相显微试样的制备84

实验三铁碳合金平衡组织观察88

习题90

第六章钢的热处理92

§6.1　钢在加热时的组织转变92

一、奥氏体的形成93

二、影响奥氏体化的因素94

三、奥氏体晶粒长大及其控制措施95

§6.2　钢在冷却时的组织转变96

一、过冷奥氏体的等温转变97

二、过冷奥氏体的连续冷却转变101

一、钢的退火106

§6.3　钢的退火与正火106

二、钢的正火108

§6.4　钢的淬火109

一、淬火的目的109

二、淬火工艺109

三、淬火方法111

§6.5　钢的回火112

一、回火的目的112

二、淬火钢回火时的组织转变112

三、淬火钢回火时的性能变化114

四、回火方法及应用114

五、回火脆性115

二、淬透性的测定方法116

一、淬透性的概念116

§6.6　钢的淬透性116

三、影响淬透性的因素117

四、淬透性的实际应用118

§6.7　钢的表面淬火118

一、感应加热淬火119

二、火焰淬火120

§6.8　钢的化学热处理121

一、钢的渗碳121

二、钢的渗氮124

三、钢的碳氮共渗125

§6.9　其它热处理工艺简介126

一、可控气氛热处理126

二、形变热处理126

三、真空热处理127

§6.10　热处理零件的结构工艺性128

一、常见热处理缺陷128

四、激光热处理128

二、热处理零件的结构工艺性129

§6.11　热处理技术条件及工序位置131

一、热处理技术条件的标注131

二、热处理工序位置的安排131

三、热处理工艺应用举例132

实验四碳钢的热处理133

Ⅰ．碳钢的热处理工艺133

Ⅱ．碳钢热处理后的显微组织观察135

习题136

§7.1 合金钢的分类与编号140

一、合金钢的分类140

二、合金钢的编号141

一、合金元素与铁、碳的相互作用141

二、合金元素对铁碳合金相图的影响143

三、合金元素对钢热处理的影响145

一、低合金结构钢147

§7.3 低合金结构钢与合金结构钢147

二、合金结构钢148

三、其它结构钢简介154

§7.4　合金弹簧钢与滚动轴承钢157

一、合金弹簧钢157

二、滚动轴承钢159

§7.5　合金工具钢与高速工具钢161

一、合金刃具钢161

二、高速工具钢162

三、合金模具钢165

四、合金量具钢168

§7.6　特殊性能钢169

一、不锈钢169

二、耐热钢174

三、耐磨钢174

实验五合金元素对钢淬透性及回火稳定性的影响175

习题176

第八章铸铁178

§8.1 铸铁的石墨化及其影响因素178

一、铸铁的石墨化179

二、影响石墨化的因素180

§8.2　灰铸铁182

一、灰铸铁的成分、组织和性能182

三、灰铸铁的牌号及用途183

二、灰铸铁的孕育处理183

四、灰铸铁的热处理184

一、球墨铸铁的成分、组织和性能185

§8.3　球墨铸铁185

二、球墨铸铁的牌号及用途186

三、球墨铸铁的热处理187

§8.4　其它铸铁简介189

一、蠕墨铸铁189

二、可锻铸铁190

三、合金铸铁191

习题193

§9.1　铝及其合金195

一、纯铝195

二、铝合金195

第九章有色金属与粉末冶金材料195

§9.2　铜及其合金202

一、纯铜202

二、铜合金202

§9.3　滑动轴承合金207

一、滑动轴承的工作条件及对轴承合金的性能要求207

二、常用轴承合金208

§9.4　粉末冶金材料简介211

一、硬质合金211

二、含油轴承材料214

三、铁基结构材料214

习题214

§10.1　高分子材料216

一、基本概念216

第十章非金属材料216

二、高分子化合物的合成217

三、高分子化合物的结构218

§10.2　工程塑料219

一、塑料的组成219

三、塑料的特性220

二、塑料的分类220

四、塑料的成型方法221

五、常用工程塑料223

§10.3　橡胶225

一、橡胶的组成225

二、橡胶的性能226

三、常用橡胶材料226

§10.4　陶瓷材料228

一、陶瓷的分类228

二、陶瓷的性能228

三、常用工业陶瓷229

一、复合材料的分类230

§10.5　复合材料230

二、复合材料的性能230

三、常用复合材料231

习题233

一、失效的概念235

§11.1零件的失效235

二、失效的形式235

第十一章工程材料的选用235

三、零件失效的原因236

§11.2　选材的一般原则、方法和步骤237

一、选材的一般原则237

二、选材的方法和步骤239

§11.3　典型零件与工具材料的选用241

一、齿轮类零件的选材241

二、轴类零件的选材246

三、刀具的选材250

习题251

附表Ⅰ　金属布氏硬度（HB）数值表253

附表Ⅱ　常用结构钢退火及正火工艺规范260

附表Ⅲ 常用工具钢退火及正火工艺规范260

附表Ⅳ 常用钢种回火温度与硬度对照表261

主要参考文献262

第七章合金钢1401

§7.2 合金元素在钢中的作用1411