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绪论1

第1章 金属材料的性能3

1.1 金属材料的力学性能3

1.1.1 强度指标3

1.1.2 刚度指标6

1.1.3 塑性指标7

1.1.4 韧性指标7

1.1.5 硬度指标9

1.2 金属材料的物理和化学性能12

1.2.1 物理性能12

1.2.2 化学性能13

1.3 金属材料的工艺性能14

复习思考题15

第2章 金属的晶体结构与结晶16

2.1 金属的晶体结构16

2.1.1 金属16

2.1.2 晶体与非晶体18

2.1.3 金属的晶体结构18

2.2 实际金属的结构25

2.2.1 单晶、多晶和非晶态25

2.2.2 晶体缺陷26

2.3 纯金属的结晶33

2.3.1 结晶过程的现象33

2.3.2 金属结晶的热力学条件34

2.3.3 金属结晶的结晶条件35

2.3.4 晶核的形成35

2.3.5 晶核的长大36

2.4 金属铸锭组织与缺陷39

2.4.1 金属铸锭组织40

2.4.2 铸锭缺陷43

复习思考题44

第3章 合金的相结构与结晶45

3.1 合金中的相结构45

3.1.1 固溶体45

3.1.2 金属化合物46

3.2 二元合金相图46

3.2.1 二元合金相图的建立46

3.2.2 相律及杠杆定律47

3.2.3 匀晶相图及固溶体的结晶49

3.2.4 共晶相图及其合金的结晶51

3.2.5 包晶相图及其合金的结晶53

3.3 相图与合金性能的关系54

3.3.1 相图与合金力学性能及物理性能的关系55

3.3.2 相图与合金铸造性能的关系55

复习思考题56

第4章 铁碳合金相图57

4.1 铁碳合金的结构及相图57

4.1.1 铁碳合金的基本组元和基本相57

4.1.2 Fe-Fe3C相图分析58

4.1.3 典型铁碳合金的结晶过程分析60

4.2 铁碳合金相图的应用64

4.2.1 含碳量、组织与力学性能的关系64

4.2.2 铁碳合金相图的应用65

复习思考题66

第5章 金属的塑性变形与再结晶68

5.1 金属的塑性变形与断裂68

5.1.1 单晶体的塑性变形68

5.1.2 多晶体的塑性变形71

5.1.3 合金的塑性变形72

5.1.4 金属的断裂73

5.2 金属在塑性加工中组织和性能的变化75

5.2.1 金属在冷塑性加工中组织和性能的变化75

5.2.2 冷塑性加工金属在加热时组织和性能的变化77

5.2.3 金属在热塑性加工中组织和性能的变化84

复习思考题90

第6章 钢的热处理92

6.1 钢的热处理原理92

6.1.1 钢在加热时的转变92

6.1.2 钢在冷却时的转变96

6.1.3 淬火钢在回火时的转变110

6.2 钢的热处理工艺114

6.2.1 钢的退火与正火114

6.2.2 钢的淬火与回火119

6.2.3 钢的表面热处理127

6.2.4 钢的形变热处理和钢的控制轧制与控制冷却130

复习思考题133

第7章 碳素钢135

7.1 常存杂质元素对碳素钢性能的影响135

7.1.1 锰的影响135

7.1.2 硅的影响135

7.1.3 硫的影响135

7.1.4 磷的影响136

7.2 碳素钢的分类与牌号136

7.2.1 碳素钢的分类136

7.2.2 普通碳素结构钢的牌号137

7.2.3 优质碳素结构钢的牌号138

7.3 碳素结构钢139

7.3.1 普通碳素结构钢139

7.3.2 优质碳素结构钢139

7.4 碳素工具钢140

复习思考题140

第8章 合金钢141

8.1 合金元素在钢中的存在形式及对铁-渗碳体相图、热处理的影响141

8.1.1 合金元素在钢中的存在形式141

8.1.2 合金元素对铁-渗碳体相图的影响142

8.1.3 合金元素对钢热处理的影响143

8.2 合金钢的分类和编号147

8.2.1 合金钢的分类147

8.2.2 合金钢的编号147

8.3 合金结构钢153

8.3.1 低合金高强度结构钢153

8.3.2 普通低合金结构钢的种类155

8.4 合金工具钢163

8.4.1 合金刃具钢164

8.4.2 合金模具钢168

8.4.3 合金量具钢171

8.5 特殊性能钢172

8.5.1 不锈钢172

8.5.2 耐热钢175

8.5.3 耐磨钢177

复习思考题177

第9章 铸铁180

9.1 铸铁的石墨化181

9.1.1 铁碳合金双重相图181

9.1.2 铸铁的石墨化过程181

9.1.3 影响石墨化的因素182

9.2 灰铸铁184

9.2.1 灰铸铁的化学成分、组织和性能184

9.2.2 灰铸铁的孕育处理186

9.2.3 灰铸铁的牌号及应用187

9.2.4 灰铸铁的热处理189

9.3 球墨铸铁190

9.3.1 球墨铸铁的化学成分、组织和性能190

9.3.2 球墨铸铁的牌号191

9.3.3 球墨铸铁的热处理192

9.4 蠕墨铸铁196

9.4.1 蠕墨铸铁的力学性能特点196

9.4.2 其他性能特点196

9.5 可锻铸铁197

9.5.1 可锻铸铁的组织197

9.5.2 可锻铸铁的牌号198

9.5.3 可锻铸铁的性能及用途199

9.5.4 可锻铸铁的热处理200

9.6 特殊性能铸铁201

9.6.1 耐热铸铁201

9.6.2 耐蚀铸铁202

9.6.3 抗磨白口铸铁203

复习思考题204

第10章 非铁金属材料205

10.1 铝及其合金205

10.1.1 工业纯铝205

10.1.2 铝合金205

10.2 铜及其合金211

10.2.1 工业纯铜211

10.2.2 铜合金212

10.3 钛及其合金216

10.3.1 工业纯钛216

10.3.2 钛合金217

10.4 镁及其合金219

10.4.1 工业纯镁219

10.4.2 镁合金220

10.5 轴承合金221

10.5.1 轴承合金的组织和性能221

10.5.2 常用的轴承合金222

10.6 粉末冶金材料224

复习思考题226

第11章 非金属材料227

11.1 高分子材料227

11.1.1 塑料227

11.1.2 橡胶230

11.2 陶瓷材料231

11.2.1 陶瓷的分类231

11.2.2 陶瓷材料的组织结构232

11.2.3 陶瓷材料的性能特点232

11.3 复合材料233

11.3.1 复合材料强化原理233

11.3.2 复合材料的种类234

11.3.3 复合材料的性能特点236

复习思考题237

第12章 新型材料238

12.1 纳米材料238

12.2 超导材料239

12.3 形状记忆合金240

12.4 非晶态合金241

12.5 磁性材料242

12.6 智能材料243

12.7 梯度功能材料244

12.8 功能复合材料245

复习思考题247

第13章 机械零件材料的选择248

13.1 零件的失效248

13.2 机械零件的材料选择原则249

13.3 典型零件选材及工艺分析252

13.3.1 齿轮类252

13.3.2 轴类253

复习思考题256

参考文献257