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绪论1

第1章 金属的晶体结构与结晶2

1.1金属的晶体结构2

金属2

金属的晶体结构4

1.2金属的实际结构和晶体缺陷12

单晶体和多晶体12

实际金属晶体缺陷13

1.3金属的结晶16

液态金属结构的特点和冷却曲线16

结晶过程17

影响晶粒大小的因素19

金属铸锭的组织和缺陷19

第2章 金属的塑性变形与再结晶21

2.1金属的力学性能21

强度21

塑性23

硬度24

冲击韧性25

疲劳强度26

断裂韧性27

2.2金属的塑性变形28

单晶体金属的塑性变形28

多晶体金属的塑性变形31

塑性变形对金属组织结构和性能的影响33

2.3回复与再结晶34

变形金属在加热过程中组织和性能的变化35

金属的再结晶温度36

再结晶后的晶粒度37

2.4金属的热加工38

热加工与冷加工的区别38

热加工对金属组织和性能的影响39

第3章 合金的相结构与二元合金相图41

3.1固态合金中的相结构41

固溶体41

金属间化合物45

3.2二元合金相图的建立49

相图的意义及其名词的涵义49

二元合金相图的建立50

3.3匀晶相图52

匀晶相图分析52

合金的平衡结晶过程52

二元相图的杠杆定律52

固溶体合金中的枝晶偏析53

3.4二元共晶相图54

相图分析54

共晶系合金的平衡结晶及组织55

伪共晶和密度偏析58

3.5二元包晶相图59

相图分析59

包晶反应59

3.6其它类型的二元系合金相图60

具有其它恒温转变的相图60

形成稳定化合物的相图61

3.7相图与性能的关系62

根据相图判断材料的力学性能和物理性能62

根据相图判断合金的工艺性能62

第4章 铁碳合金64

4.1铁碳合金的组元及其相64

纯铁及其同素异构体64

铁素体、奥氏体与渗碳体65

4.2 Fe-Fe3 C合金相图分析65

4.3典型合金的平衡结晶过程及其组织68

工业纯铁68

钢69

白口铸铁71

4.4 Fe-Fe3 C相图的应用74

Fe - Fe3 C相图在选材上的应用75

Fe-Fe3 C相图在制定热加工工艺方面的应用75

4.5碳钢76

常见杂质元素对碳钢性能的影响76

碳钢的分类78

碳钢的牌号、性能及用途78

第5章 钢的热处理84

5.1钢在固态下的组织转变84

碳钢在加热时的组织转变84

碳钢在冷却时的组织转变87

过冷奥氏体转变曲线图91

5.2钢的退火与正火94

退火94

正火96

退火与正火的选择97

5.3钢的淬火97

淬火的定义及目的97

钢的淬火工艺97

淬火缺陷简介100

5.4钢的淬透性100

淬透性的概念及影响因素100

淬透性的测定方法101

淬透性在选材和制定热处理工艺时的作用102

5.5钢的回火104

回火及目的104

钢在回火时的组织转变104

回火脆性105

5.6表面热处理106

感应加热表面淬火106

火焰加热表面淬火107

激光热处理108

电子束加热表面淬火108

5.7钢的化学热处理108

钢的渗碳109

钢的氮化111

钢的碳氮共渗111

第6章 合金钢114

6.1概述114

合金元素对钢组织转变的影响114

合金钢的分类及编号118

6.2合金结构钢119

普通低合金结构钢120

渗碳钢121

调质钢124

弹簧钢126

滚动轴承钢128

6.3工具钢129

刃具钢129

高速钢131

模具钢133

量具钢138

6.4特殊性能钢139

不锈钢139

耐热钢142

其它特殊钢144

6.5粉末冶金和硬质合金145

粉末冶金材料145

硬质合金146

第7章 铸铁148

7.1概述148

铸铁的成分及性能特点148

铸铁的石墨化及其影响因素148

铸铁的分类150

7.2灰铸铁151

普通灰铸铁的化学成分、组织、性能和用途151

灰铸铁的变质处理——变质铸铁153

灰铸铁的热处理153

7.3可锻铸铁154

可锻铸铁的成分155

可锻铸铁的退火与组织155

7.4球墨铸铁156

球墨铸铁的成分、组织、性能及用途157

球墨铸铁的热处理158

7.5特殊性能铸铁160

耐磨铸铁160

耐热铸铁161

耐蚀铸铁162

第8章 非铁金属材料163

8.1铝及铝合金163

工业纯铝163

铝合金的分类163

铝合金的强化165

铸造铝合金167

变形铝合金173

8.2铜及铜合金176

纯铜176

黄铜177

青铜183

8.3轴承合金190

轴承合金的性能要求190

常用的轴承合金191

8.4钛及钛合金194

纯钛194

钛合金化194

工业用钛合金195

钛合金的热处理197

8.5镁及镁合金199

镁及镁合金199

镁的应用202

镁的精炼与镁锭202

镁锭的表面处理206

第9章 其它常用工程材料210

9.1高分子材料210

高分子材料的基本特征210

高分子材料的结构213

高分子材料的性能216

高分子材料的成形加工方法217

常用高分子工程材料217

9.2陶瓷材料221

陶瓷材料概述221

陶瓷材料结构特点221

陶瓷材料的性能特点223

常用工程结构陶瓷材料225

陶瓷在工程应用中应注意的问题229

陶瓷材料与环境协调性230

9.3复合材料231

复合材料的分类231

复合材料的性能特点233

复合材料的类型234

复合材料的应用236

9.4纳米材料238

纳米科学技术发展238

纳米结构材料的特点239

纳米材料的应用240

附录 实验245

实验一 金相显微镜的基本原理、构造和使用245

实验二 金相试样的制备251

实验三 铁碳合金的平衡组织观察255

实验四 金属材料的硬度实验262

实验五 碳钢的热处理269

实验六 碳钢热处理后的显微组织观察274

参考文献280