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绪论1

前言页1

第一章 金属的机械性能3

一、强度指标3

1. 弹性极限3

2. 屈服强度4

3. 抗拉强度4

4. 弹性模量4

5. 疲劳强度5

二、塑性指标6

三、韧性指标7

1. 冲击韧性7

2. 断面收缩率7

1. 延伸率7

2. 断裂韧性8

四、硬度指标11

1. 布氏硬度11

2. 洛氏硬度12

3. 维氏硬度13

思考题和习题14

第二章 金属的结构和结晶15

一、金属的晶体结构15

1. 金属键15

3. 常见金属的晶格类型16

2. 金属晶体结构的基本概念16

4. 配位数和致密度18

5. 晶面指数和晶向指数18

二、实际金属的结构19

三、纯金属的结晶过程22

1. 金属结晶的基本规律22

2. 晶核的形成与长大24

3. 影响生核和长大的因素及控制晶粒尺寸的方法24

四、金属铸锭和焊缝的组织25

1. 铸锭的组织25

2. 焊缝的组织26

3. 铸造对金属材料性能的影响26

思考题和习题27

4. 定向结晶和单晶27

第三章 金属的塑性变形与再结晶29

一、金属的塑性变形29

1. 金属的变形与断裂29

2. 单晶体的塑性变形30

3. 多晶体的塑性变形32

二、塑性变形对金属组织和性能的影响34

1. 晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性34

2. 位错密度的增加、亚结构的形成和加工硬化34

3. 形变织构的产生35

4. 内应力的产生35

三、回复与再结晶36

1. 变形金属在加热时组织和性能的变化36

2. 再结晶温度和影响再结晶晶粒大小的因素38

1. 冷加工与热加工的区别40

2. 热加工对材料组织和性能的影响40

四、金属的热加工40

思考题和习题42

第四章 合金的结构和结晶43

一、合金中的相结构43

1. 合金和相的概念43

2. 合金中的相结构类型44

3. 合金的组织47

二、二元合金相图47

1. 二元相图的建立47

2. 基本相图48

1. 机械性能与相图的关系55

三、相图与合金性能的关系55

2. 合金铸造性能与相图的关系56

思考题和习题57

第五章 铁碳相图和碳钢59

一、纯铁、铁碳合金的相结构及其性能59

1. 纯铁的同素异构转变59

2. 铁碳合金中的相结构及其性能59

二、Fe-Fe3C相图分析60

1. Fe-Fe3C相图上点与线的分析60

2. 碳钢的组织转变过程62

3. 白口铸铁的结晶过程64

4. Fe-Fe3C相图的应用65

1. 含碳量对钢组织和机械性能的影响66

三、碳钢66

2. 钢中常存杂质的影响67

3. 碳钢的分类67

4. 碳钢的编号与用途68

思考题和习题70

第六章 钢的热处理72

一、概述72

二、钢的热处理原理72

1. 钢在加热时的组织转变72

2. 钢在冷却时的组织转变75

三、钢的热处理工艺82

1. 钢的退火82

2. 钢的正火84

3. 钢的淬火85

4. 钢的回火91

5. 表面热处理94

6. 热处理新工艺简介102

四、热处理的主要缺陷及其防止办法105

1. 过烧和过热105

2. 氧化和脱碳105

3. 变形与开裂105

思考题和习题106

第七章 合金钢109

一、概述109

2. 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响110

二、钢的合金化110

1. 合金元素对钢中基本相的影响110

3. 合金元素对钢热处理的影响111

三、合金结构钢114

1. 普通低合金结构钢114

2. 渗碳钢116

3. 调质钢117

4. 弹簧钢122

5. 滚动轴承钢125

6. 易切削钢126

7. 超高强度钢128

2. 刃具钢130

1. 工具钢的分类及编号130

四、工具钢130

3. 模具钢138

4. 量具钢141

五、具有特殊性能的合金钢142

1. 不锈钢142

2. 耐热钢与高温合金150

3. 耐磨钢158

思考题和习题160

第八章 铸铁162

一、概述162

二、铸铁的石墨化162

三、铸铁的分类163

四、灰口铸铁164

1. 灰口铸铁的化学成分、组织、性能和用途164

2. 灰口铸铁的孕育处理及孕育铸铁165

3. 灰口铸铁的热处理166

五、球墨铸铁167

1. 球墨铸铁的化学成分、组织和性能167

2. 球墨铸铁的牌号和用途168

3. 球墨铸铁的热处理168

六、可锻铸铁170

1. 可锻造铸铁的化学成分和组织170

3. 可锻铸铁的牌号、性能及应用171

2. 可锻铸铁的石墨化退火171

七、特殊性能铸铁简介172

1. 耐热铸铁172

2. 耐磨铸铁172

3. 耐蚀铸铁173

思考题和习题174

第九章 有色金属175

一、概述175

二、铝及铝合金175

1. 工业纯铝175

2. 铝合金的分类及热处理175

3. 变形铝合金178

4. 铸造铝合金180

1. 铜合金184

三、铜合金及滑动轴承合金184

2. 滑动轴承合金188

四、钛及钛合金191

1. 纯钛191

2. 钛合金的类型及热处理192

3. 常用钛合金194

思考题和习题195

第十章 机械零件选材及热处理工艺的应用196

一、机械零件的失效形式196

1. 过量变形196

3. 表面损伤197

2. 断裂197

二、选材的基本原则198

1. 材料的最终性能应满足零件的技术要求198

2. 材料的工艺性能良好199

3. 充分考虑经济性206

三、热处理工艺性能与零件设计的关系207

1. 零件结构和夹具的设计207

2. 预防淬火缺陷的其它办法208

四、热处理方案的选择和其技术条件的标注209

1. 热处理方案的选择209

2. 技术条件的标注209

2. 调质处理211

3. 淬火、回火211

1. 退火和正火211

五、工艺路线的合理安排211

六、典型零件选材与工艺分析212

1. 汽车、拖拉机齿轮212

2. 机床主轴212

思考题和习题213

第十一章 金属的分析与检验方法215

一、成分分析215

1. 化学分析215

2. 火花鉴别215

3. 光谱分析216

4. 电子探针217

2. 显微分析218

1. 低倍分析218

二、组织分析218

三、无损探伤220

1. 超声波探伤220

2. 磁力探伤221

3. 荧光检验221

4. X射线探伤222

5. γ射线探伤222

思考题和习题223

附录224

附录一 金属材料及热处理实验指导书224

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232

附录三 洛氏硬度与其它硬度和强度换算表(GB1172-74)238

参考文献242