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绪论1

0.1 概述1

0.2　金属材料的焊接性能2

0.3　金属材料的铸造性能2

0.4　金属材料的锻造性能3

第1章　钢的热处理原理及工艺4

1.1 概述4

1.1.1 热处理的目的及应用4

1.1.2　钢的临界温度4

1.2 钢在加热时的转变5

1.2.1 共析钢的奥氏体化过程5

1.2.2 影响奥氏体化的因素6

1.2.3 非共析钢的奥氏体化过程7

1.2.4　奥氏体晶粒度8

1.3　钢在冷却时的转变9

1.3.1 过冷奥氏体的等温转变9

1.3.2 过冷奥氏体在连续冷却中的转变10

1.3.3　珠光体转变12

1.3.4 马氏体转变14

1.3.5 贝氏体转变18

1.3.6 魏氏组织20

1.4　钢在回火时的转变20

1.4.1 淬火状态钢的不稳定性20

1.4.2 淬火状态钢在回火过程中的组织转变20

1.4.3 淬火钢回火过程中力学性能的变化22

1.5.1 钢的退火23

1.5 钢的退火与正火23

1.4.4 回火脆性23

1.5.2 钢的正火26

1.6　钢的淬火与回火26

1.6.1 钢的淬火26

1.6.2 钢的回火30

1.6.3 淬火及回火的主要缺陷和防止措施31

1.7 钢的表面淬火32

1.7.1　感应加热表面淬火32

1.7.2 火焰加热表面淬火33

1.8　钢的化学热处理34

1.8.1 化学热处理的基本过程34

1.8.2 钢的渗碳35

1.8.3 钢的氮化37

1.9.1 高温形变热处理39

1.8.4　碳氮共渗39

1.9　钢的形变热处理39

1.9.2　低温形变热处理40

第2章　合金元素在钢中的作用41

2.1　合金元素与铁和碳的作用41

2.1.1 合金元素在钢中的存在形式41

2.1.2 合金元素与铁的相互作用41

2.1.3 合金元素与碳的相互作用43

2.2 合金元素对钢相变的影响45

2.2.1 合金元素对Fe-C相图的影响45

2.2.2 合金元素对加热时奥氏体形成过程的影响46

2.2.3　合金元素对过冷奥氏体分解过程的影响46

2.2.4　合金元素对回火过程的影响47

2.3.1 固溶强化48

2.3　钢的强化机制48

2.3.2 晶粒细化强化49

2.3.3　第二相强化49

2.3.4　位错强化50

2.4 改善钢塑性和韧性的途径50

2.4.1 改善钢塑性的途径50

2.4.2 影响钢塑性的主要因素50

2.4.3 改善钢韧性的途径51

2.5 钢的分类及编号53

2.5.1 钢的分类53

2.5.2 钢的编号53

3.1 结构钢的成分、性能和用途56

3.1.1 普通结构钢56

第3章　结构钢56

3.1.2　优质结构钢60

3.2　结构钢的焊接性能67

3.2.1 普通低合金钢的焊接性能68

3.2.2 低碳调质钢的焊接性能70

3.2.3 中碳调质钢的焊接性能72

3.3　结构钢的铸造性能73

3.3.1 流动性73

3.3.2 体积收缩率与缩孔率74

3.3.3 线收缩率74

3.3.4 热裂倾向75

3.3.5 冷裂倾向75

3.4　结构钢的锻造性能76

3.4.1 合金元素和杂质对钢塑性的影响76

3.4.2 钢的高温塑性77

3.4.3 变形抗力和锻造温度范围78

第4章　工具钢81

4.1 刃具钢81

4.1.1　碳素工具钢81

4.1.2　低合金工具钢82

4.1.3 高速钢83

4.2　模具钢87

4.2.1　冷作模具钢88

4.2.2　热作模具钢90

4.3 量具钢92

4.4　高速钢的锻造性能93

4.4.1 合金元素对高速钢热塑性的影响93

4.4.2 高速钢的热塑性和锻造温度范围94

5.1.1　金属腐蚀的类型95

5.1 不锈钢95

第5章　特殊性能钢95

5.1.2 不锈钢中合金元素的作用96

5.1.3 常用不锈钢97

5.2　不锈钢的锻造性能102

5.2.1 不锈钢的可锻性102

5.2.2 不锈钢的锻造温度范围105

5.3 耐热钢106

5.3.1 耐热钢的抗氧化性和高温强度106

5.3.2 常用的耐热钢108

5.4 不锈钢和耐热钢的焊接性能111

5.4.1 奥氏体钢的焊接性能111

5.4.2 马氏体钢及铁素体钢的焊接117

5.5 不锈钢和耐热钢的铸造性能117

5.6.1 高锰钢的成分、热处理和性能119

5.6　抗磨钢119

5.6.2 化学成分对高锰钢性能的影响120

5.6.3 改善高锰钢性能的途径121

5.6.4　高锰钢的铸造性能121

第6章　铸铁122

6.1　铸铁的特点和分类122

6.1.1 铸铁的成分、组织和性能特点122

6.1.2　铸铁的分类122

6.2　铸铁的结晶123

6.2.1　灰铸铁的一次结晶124

6.2.2　灰铸铁的二次结晶125

6.3.1　铸铁的石墨化过程126

6.3.2 影响铸铁石墨化的因素126

6.3　铸铁的石墨化126

6.4　灰铸铁127

6.4.1 灰铸铁的牌号、成分及组织128

6.4.2 灰铸铁的性能和用途128

6.4.3　灰铸铁的孕育处理131

6.5　球墨铸铁133

6.5.1 球墨铸铁的生产133

6.5.2 球墨铸铁的组织和性能特点134

6.5.3 球墨铸铁的牌号、成分和用途134

6.5.4 球墨铸铁的球化处理135

6.5.5　球墨铸铁的孕育处理137

6.5.6 球墨铸铁的铸造性能及常见缺陷138

6.6.1 蠕墨铸铁的生产141

6.6.2 蠕墨铸铁的牌号、组织、性能及用途141

6.6　蠕墨铸铁141

6.6.3 蠕墨铸铁的铸造性能及常见缺陷142

6.7 可锻铸铁142

6.7.1 可锻铸铁的牌号、组织、性能和用途142

6.7.2 可锻铸铁的化学成分及孕育处理144

6.7.3 可锻铸铁的生产过程144

6.7.4 加速可锻铸铁退火过程的途径146

6.7.5 可锻铸铁的铸造性能146

6.7.6 可锻铸铁件常见缺陷及产生原因147

6.8　特种铸铁147

6.8.1 耐磨铸铁147

6.8.2　耐热铸铁148

6.9.1 灰口铸铁的焊接性能150

6.9　铸铁的焊接性能150

6.8.3　耐蚀铸铁150

6.9.2　球墨铸铁的焊接性能155

6.10　铸铁的热处理155

6.10.1　铸铁的金相学特点156

6.10.2　铸铁热处理工艺156

第7章　铝及铝合金158

7.1 铝及铝合金的特性和分类158

7.1.1 纯铝的特性158

7.1.2 铝及铝合金的分类158

7.2 变形铝合金及其锻造性能160

7.2.1 变形铝合金160

7.2.2　铝合金的锻造性能162

7.3　铸造铝合金及其铸造性能165

7.3.1 铸造铝硅合金及其铸造性能165

7.3.2 铸造铝铜合金及其铸造性能167

7.3.3　铸造铝镁合金及其铸造性能168

7.3.4　铸造铝锌合金169

7.3.5　铝合金铸件的热处理169

7.4　铝合金的焊接性能170

7.4.1 焊缝的气孔171

7.4.2　焊接热裂纹172

7.4.3 焊接接头的力学性能174

7.4.4 焊接接头的耐腐蚀性能176

第8章　铜及铜合金177

8.1 纯铜的性能特点177

8.2　铜合金177

8.2.1　黄铜177

8.2.2　青铜180

8.3　铜合金的焊接性能184

8.4　铜合金的锻造性能186

8.5　铜合金的铸造性能189

第9章　镁及镁合金190

9.1　镁合金的成分、组织和性能190

9.1.1 镁及镁合金的特性190

9.1.2　镁合金的分类、组织和性能191

9.2　变形镁合金及其锻造性能193

9.2.1 常用变形镁合金193

9.2.2　镁合金的锻造性能194

9.3　铸造镁合金及其铸造性能195

9.3.1 常用铸造镁合金195

9.3.2　镁合金的铸造性能196

9.4　镁及镁合金的焊接性能196

10.1.1　工业纯钛198

第10章　钛及钛合金198

10.1 钛及钛合金的分类及性能198

10.1.2　钛合金200

10.2 钛及钛合金的焊接性能202

10.2.1 杂质元素对焊接接头力学性能的影响202

10.2.2 焊接接头裂纹205

10.2.3　焊缝气孔205

10.3　钛合金的锻造性能206

10.3.1 加热温度对钛合金组织及工艺塑性的影响206

10.3.2 应变速率对变形抗力和工艺塑性的影响207

10.3.3　锻造温度范围208

10.4　钛合金的铸造性能209

11.1 高温合金的特性和分类210

第11章　高温合金210

11.2　高温合金的合金化213

11.2.1　镍基高温合金的合金化213

11.2.2　铁基高温合金的合金化214

11.3 高温合金的定向凝固技术214

11.4　高温合金的焊接性能215

11.4.1　焊接热裂纹216

11.4.2　应变时效裂纹217

11.4.3 焊接接头的“等强性”217

11.5 高温合金的锻造性能218

11.5.1 高温合金的变形特点218

11.5.2　高温合金的可锻性218

11.5.3 高温合金的锻造温度220

参考文献224