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目录1

第一章 金属的晶体结构与结晶5

§1-1金属的晶体结构5

一、晶体与非晶体5

二、金属的特性和金属键5

三、金属晶体结构的基本类型6

四、晶格的致密度8

五、晶面、晶向和晶体的各向异性9

§1-2实际金属的晶体结构11

一、多晶体结构和亚结构11

二、晶体的缺陷12

§1-3纯金属的结晶和铸锭15

一、纯金属的冷却曲线和过冷现象15

二、结晶过程16

三、金属结晶后的晶粒大小18

四、金属铸锭的组织与性能19

§1-4金属的同素异晶转变20

习题与思考题22

第二章 金属的塑性变形与再结晶23

§2-1金属的塑性变形23

一、单晶体的塑性变形23

二、多晶体的塑性变形28

§2-2冷塑性变形加工对金属的性能与组织的影响29

一、冷塑性变形对金属性能的影响29

二、冷塑性变形对金属组织结构的影响30

三、产生残余应力31

§2-3回复与再结晶33

一、回复33

三、晶粒长大35

二、再结晶35

四、影响再结晶后晶粒大小的因素36

五、冷塑性变形金属的热处理37

§2-4金属的热塑性变形加工37

一、热加工与冷加工的区别38

二、热加工对金属组织与性能的影响38

习题与思考题40

第三章 合金的结构与二元合金42

§3-1合金的结构42

一、合金的基本概念42

二、合金的相结构42

§3-2二元合金相图的建立46

一、相图的表示方法47

§3-3二元匀晶相图48

二、二元合金相图的测定方法48

一、相图分析49

二、合金结晶过程分析49

三、杠杆定律的应用50

四、枝晶偏析51

§3-4二元共晶相图52

一、相图分析52

二、合金的结晶过程分析54

三、比重偏析58

§3-5合金的性能与相图间的关系59

一、形成单相固溶体的合金59

二、形成两相混合物的合金60

习题与思考题61

第四章 铁－渗碳体相图63

一、铁素体64

§4-1铁碳合金的基本相64

三、渗碳体65

§4-2铁－渗碳体相图分析65

二、奥氏体65

一、上半部分图形——由液态变为固态的一次结晶66

二、下半部分图形——固态下的相变68

三、铁－渗碳体相图中各点、线含义的小结68

§4-3典型铁碳合金结晶过程及其组织69

一、共析钢（0.77％C）的结晶过程分析70

二、亚共析钢（0.0218～0.77％C）的结晶过程分析71

三、过共析钢（0.77～2.11％C）的结晶过程分析72

四、共晶白口铸铁（4.3％C）的结晶过程分析73

五、亚共晶白口铸铁（2.11～4.3％C）的结晶过程分析74

六、过共晶白口铸铁（4.3～6.69％C）的结晶过程分析74

二、含碳量与机械性能间的关系75

§4-4含碳量与铁碳合金的组织、性能间的关系75

一、含碳量与平衡组织间的关系75

§4-5铁－渗碳体相图的应用76

一、在选材方面的应用76

二、在制定热加工工艺方面的应用77

习题与思考题78

第五章 钢的热处理79

§5-1概述79

§5-2钢在加热时的转变80

一、共析碳钢的奥氏体化过程80

二、影响奥氏体化的因素81

三、奥氏体晶粒的长大82

四、亚共析碳钢和过共析碳钢加热时的转变84

一、过冷奥氏体的等温转变85

§5-3钢在冷却时的转变85

二、过冷奥氏体的连续冷却转变95

三、马氏体转变97

§5-4钢的退火与正火101

一、退火101

二、正火104

§5-5钢的淬火106

一、淬火工艺106

二、淬火方法110

三、淬火缺陷及防止方法113

§5-6钢的回火116

一、回火目的116

二、淬火钢的回火转变117

三、回火转变产物的组织与性能118

四、回火的种类及应用120

五、回火脆性121

§5-7钢的淬透性121

一、淬透性的意义121

二、影响淬透性的因素123

三、淬透性的测定与表示方法123

四、淬透性与机械性能的关系125

§5-8钢的表面淬火125

一、感应加热表面淬火126

二、火焰加热表面淬火129

§5-9钢的化学热处理129

一、概述129

二、钢的渗碳130

三、钢的氮化134

四、钢的软氮化和离子氮化136

五、钢的气体碳氮共渗138

习题与思考题140

第六章 碳素钢与合金钢144

一、按用途分类144

二、按化学成分分类144

三、按质量分类144

§6-1常存杂质对钢性能的影响145

§6-2合金元素在钢中的作用146

一、合金元素对钢中基本相的影响146

二、合金元素对铁－渗碳体相图的影响148

三、合金元素对钢热处理的影响149

§6-3结构钢152

一、普通结构钢153

二、优质结构钢156

三、其他结构钢170

§6-4工具钢173

一、刃具钢174

二、模具钢182

三、量具钢186

§6-5特殊性能钢186

一、不锈耐酸钢186

二、耐热钢189

三、耐磨钢192

习题与思考题192

第七章 铸铁194

§7-1铸铁的石墨化195

一、铁－碳双重相图195

三、影响石墨化的因素196

二、石墨化过程196

§7-2灰口铸铁197

一、灰口铸铁的化学成分、组织和性能197

二、灰口铸铁的牌号和应用200

三、灰口铸铁的孕育处理200

§7-3可锻铸铁202

一、可锻铸铁的生产方法202

二、可锻铸铁的牌号、组织、性能及用途203

§7-4球墨铸铁204

一、球墨铸铁的生产方法204

二、球墨铸铁的化学成分、组织和性能205

三、球墨铸铁的牌号和用途207

§7-5合金铸铁208

一、耐磨铸铁208

二、耐热铸铁209

三、耐蚀铸铁210

§7-6铸铁的热处理211

一、铸铁热处理的特点211

二、灰口铸铁的热处理211

三、球墨铸铁的热处理213

习题与思考题215

第八章 有色金属及粉末冶金材料217

§8-1铝及其合金217

一、工业纯铝217

二、铝合金分类及热处理218

三、形变铝合金220

四、铸造铝合金223

§8-2铜及其合金225

一、工业纯铜225

五、铝合金的选用225

二、黄铜226

三、青铜229

四、钢合金的选用232

§8-3滑动轴承合金233

一、对轴承合金性能的要求233

二、轴承合金的组织233

三、常用的轴承合金234

§8-4粉末冶金材料237

一、粉末冶金法及其应用237

二、机械制造中常用的粉末冶金材料237

习题与思考题241

一、零件使用性能与选材的关系242

§9-1机械零件选材的原则242

第九章 机械零件选材及其工艺路线分析242

二、材料工艺性与选材的关系247

三、经济性与选材的关系253

§9-2热处理技术条件的标注254

§9-3热处理零件的结构工艺性256

§9-4热处理工序位置的安排258

一、预先热处理的工序位置258

二、最终热处理的工序位置259

§9-5典型零件的选材、热处理及工序位置分析263

一、齿轮类零件263

二、机床主轴264

三、机床精密丝杠（一般指5、6、7级丝杠）265

四、手用丝锥266

五、冷作模具267

习题与思考题270

附录金属材料的机械性能273

§附－1强度、塑性及其测定273

一、拉力试样273

二、拉伸图与应力－应变图274

三、拉力试验测定的各项指标与其意义275

§附－2硬度及其测定278

一、布氏硬度278

二、洛氏硬度279

三、维氏硬度和显微硬度280

§附－3疲劳282

一、疲劳的概念282

二、疲劳抗力指标283

三、提高疲劳抗力的途径283

一、冲击试验原理284

§附－4冲击韧性及其测定284

二、冲击试样285

三、温度对冲击韧性值的影响285

§附－5多次冲击抗力286

一、多次冲击抗力概念286

二、多次冲击试验原理286

三、多次冲击抗力的分析与应用287

习题与思考题287

附表288

附表1淬火钢回火温度与硬度的关系288

附表2机械零件常用钢材及热处理方法289

附表3布氏硬度换算表291

附表4维氏硬度换算表293

附表5黑色金属硬度及强度换算表295

附表6肖氏与洛氏硬度换算表298