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目录1

绪论1

第一章 金属的晶体结构与机械性能3

第一节 金属的概述3

一、金属的定义3

二、金属的特性4

三、金属原子的结构特点及其金属原子之间的结合方式4

第二节 金属的晶体结构5

一、原子及离子半径5

二、晶体的基本概念6

三、典型的金属晶体结构8

四、立方晶格的晶向指数和晶面指数16

五、六方晶格的晶向指数和晶面指数17

一、点缺陷19

第三节 金属的实际晶体结构19

七、金属的同素异构转变19

六、晶体的各向异性19

二、线缺陷20

三、面缺陷21

第四节 金属的机械性能23

一、强度指标23

二、塑性指标25

三、韧性指标27

四、硬度指标28

习题32

第二章 纯金属的结晶33

第一节 金属结晶的概念33

一、结晶的条件33

二、过冷度33

一、晶粒度及标准晶粒度34

第三节 晶体的晶粒度34

二、晶核长大34

一、形核34

第二节 纯金属的结晶过程34

二、决定晶粒度的因素38

三、控制晶粒度的方法38

四、晶粒度对金属性能的影响39

习题39

第三章 二元合金的相结构与结晶40

第一节 合金的基本概念40

第二节 合金的固态相结构40

一、固溶体41

二、金属化合物43

第三节 二元合金相图的测定方法45

一、二元合金相图的表示方法45

二、二元合金相图的测定方法46

一、相律47

第四节 相律和杠杆定律47

二、杠杆定律49

第五节 匀晶相图50

一、相图分析50

二、典型合金的平衡结晶及其组织50

三、不平衡结晶及其组织51

四、枝晶偏析52

五、成分过冷与晶体长大53

六、合金的性能与成分的关系55

第六节 共晶相图56

一、相图分析56

二、典型合金的平衡结晶及其组织57

三、不平衡结晶及其组织60

四、比重偏析与区域偏析60

五、合金的性能与成分之间的关系61

二、典型合金的平衡结晶及其组织62

第七节 包晶相图62

一、相图分析62

三、不平衡结晶64

第八节 具有金属化合物的相图65

一、形成稳定化合物的相图65

二、形成不稳定化合物的相图65

第九节 具有固态相变的相图66

一、具有同素异晶转变的相图66

二、具有共析转变的相图67

三、具有包析转变的相图67

习题68

第四章 铁碳合金相图69

第一节 铁碳合金的组元及基本相69

一、纯铁69

二、铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体及莱氏体69

第二节 Fe—Fe3C相图分析72

一、状态图中的特性点73

二、状态图中的特性线73

三、状态图中的相区74

第三节 典型铁碳合金的结晶过程及其组织74

一、含碳0.01％的工业纯铁75

二、共析钢的平衡结晶过程76

三、亚共析钢76

四、过共析钢77

五、共晶白口铁78

六、亚共晶白口铁79

七、过共晶白口铁79

第四节 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响79

一、含碳量对平衡组织的影响79

二、含碳量对机械性能的影响80

一、铁碳合金相图的应用81

第五节 铁碳合金相图的应用81

三、含碳量对工艺性能的影响81

二、应用铁碳合金相图应注意的问题82

习题82

第五章 三元合金相图83

第一节 三元相图的表示方法83

一、成分三角形83

二、两种特殊直线84

第二节 三元系中的直线法则、杠杆定律及重心法则84

一、直线法则和杠杆定律85

二、重心法则85

第三节 三元匀晶相图86

一、相图分析86

二、等温截面86

五、投影图88

四、变温截面88

三、固溶体结晶过程88

第四节 三元共晶相图89

一、相图分析89

二、等温截面91

三、变温截面92

四、投影图93

第五节 实际三元合金相图举例94

一、sn—Pb—Bi合金系的投影图94

二、Fe—C—si三元系的变温截面95

习题97

第六章 金属的塑性变形与再结晶98

第一节 金属铸锭和焊缝的组织98

一、金属铸锭的组织98

二、焊缝的组织99

第二节 金属的弹性变形99

二、晶格受切应力作用时的弹性变形100

一、晶格受正应力作用时的弹性变形100

第三节 金属的塑性变形101

一、单晶体的塑性变形101

二、多晶体的塑性变形106

三、合金的塑性变形106

四、塑性变形对组织和性能的影响107

第四节 回复与再结晶109

一、回复109

二、再结晶111

三、晶粒长大112

四、再结晶的温度113

五、再结晶后的晶粒度113

第五节 金属与合金的热加工115

一、热变形加工与冷变形加工的本质区别115

二、热变形加工对组织和性能的影响115

习题116

第七章 钢的热处理原理117

第一节 概述117

一、热处理的实质、主要目的和原理117

二、热处理的分类及工艺曲线117

三、钢的临界温度117

第二节 固态金属中原子扩散的基本概念118

一、固态金属中原子扩散的实质118

二、固定金属中原子扩散的机制119

第三节 钢在加热时的转变120

一、钢的奥氏体化过程120

二、影响奥氏体化的因素122

三、奥氏体晶粒的长大124

第四节 钢在冷却时的转变126

一、冷却条件对钢性能的影响126

二、过冷奥氏体的等温转变127

三、过冷奥氏体在连续冷却时的转变138

四、过冷奥氏体转变图的应用140

习题141

第八章 钢的热处理工艺142

第一节 钢的退火与正火142

一、钢的退火142

二、钢的正火146

三、正火与退火的选择148

第二节 钢的淬火与回火148

一、钢的淬火148

二、钢的回火161

第三节 钢的表面热处理164

一、表面淬火164

二、表面化学热处理166

第四节 钢的变形热处理176

一、高温变形热处理176

二、低温变形热处理177

第五节 新的热处理工艺简介178

一、在保护气氛中的热处理178

二、真空热处理178

三、强韧化热处理179

四、强化表面的新热处理179

第六节 热处理与其他冷热加工工艺的关系180

习题180

第九章 工业用钢181

第一节 碳素钢181

一、碳素钢中的常存杂质181

二、碳素钢的分类183

三、碳素钢的编号和用途183

第二节 合金钢192

一、合金元素在钢中的作用192

二、合金钢的分类197

三、合金钢的编号198

四、合金结构钢199

五、合金工具钢211

六、特殊性能钢217

习题224

第十章 铸铁225

第一节 概述225

第二节 铸铁的分类225

一、白口铸铁225

二、灰口铸铁225

三、可锻铸铁225

四、球墨铸铁226

五、蠕墨铸铁226

第三节 铸铁的石墨化及影响因素226

一、铸铁的石墨化过程226

二、影响石墨化的因素227

二、灰口铸铁的组织和性能及用途228

第四节 灰口铸铁228

一、灰口铸铁的牌号和化学成分228

三、灰口铸铁的热处理229

第五节 球墨铸铁231

第六节 蠕墨铸铁234

一、蠕墨铸铁的组织和性能234

二、蠕墨铸铁的牌号及用途234

第七节 可锻铸铁234

第八节 特殊性能铸铁简介235

习题236

第十一章 有色金属及其合金237

第一节 有色金属及其合金的分类、编号和用途237

一、有色金属的分类及编号237

二、有色合金的分类及编号238

三、有色金属及合金的用途238

一、工业纯铝239

第二节 铝及其合金239

二、铝合金及热处理240

第三节 铜及其合金244

一、工业纯铜（紫铜）244

二、铜合金244

第四节 钛及其合金250

一、工业纯钛250

二、钛合金250

第五节 滑动轴承合金252

一、滑动轴承的工作条件及对性能的要求252

二、轴承合金的组织252

三、常用轴承合金253

第六节 硬质合金简介256

习题258

二、热处理工艺的安排259

一、热处理方案的选择259

第二节 如何选择和安排热处理工艺259

第一节 如何选择材料259

第十二章 典型零件选材与热处理及专业用钢简介259

第三节 典型零件选材及热处理技术条件标注举例260

一、曲轴260

二、连杆261

三、活塞销261

四、汽车后半轴261

五、汽车齿轮262

六、机床主轴263

第四节 专业用钢简介264

附录一 金属学与热处理实验指导书284

附录二 国外钢的牌号编法简介及国内外常用钢牌号对照表293

附录三 洛氏硬度与其它硬度和强度换算表299

附录四 各种热处理工艺代号及技术条件的标注方法303

参考文献304