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第一篇　钢铁材料1

第1章　钢的合金化原理1

1.1　钢中合金元素1

1.1.1　概述1

1.1.2　钢的分类和编号2

1.2　合金钢中相组成3

1.2.1　铁基固溶体3

1.2.2　钢中化合物6

1.2.3　合金元素在钢中的分布和存在状态10

1.3　合金钢中的相变11

1.3.1　合金元素对铁碳相图的影响11

1.3.2　合金元素对钢在加热时转变的影响12

1.3.3　合金元素对过冷奥氏体分解的影响14

1.3.4　合金元素对淬火钢回火转变的影响17

1.4　合金元素对钢性能的影响20

1.4.1　合金元素对钢力学性能的影响20

1.4.2　合金元素对钢焊接性能和切削加工性能的影响24

本章小结25

思考题与习题25

第2章　工程结构钢26

2.1　碳素工程结构钢26

2.1.1　碳素工程结构钢的分类、成分和性能26

2.1.2　合金元素对钢组织、性能的影响27

2.1.3　常用碳素工程结构钢29

2.2　低合金高强度钢29

2.2.1　低合金高强度钢的分类、成分和性能29

2.2.2　合金元素对低合金高强度钢性能的影响31

2.2.3　常用低合金高强度钢35

2.3　微合金钢36

2.3.1　微合金钢的成分控制36

2.3.2　微合金化原理36

2.3.3　微合金钢的控制轧制40

2.4　其它工程结构钢41

2.4.1　超低碳贝氏体钢41

2.4.2　双相钢43

本章小结44

思考题与习题44

第3章　机械制造结构钢45

3.1 调质钢45

3.1.1　调质钢的合金化46

3.1.2　调质钢的力学性能47

3.1.3　常用调质钢48

3.2　弹簧钢51

3.2.1　弹簧钢的合金化51

3.2.2　弹簧钢的热处理52

3.2.3　常用弹簧钢52

3.3　滚动轴承钢54

3.3.1　高碳铬轴承钢的合金化54

3.3.2　高碳铬轴承钢的热处理55

3.3.3　常用轴承钢57

3.4　渗碳钢58

3.4.1　渗碳钢的合金化58

3.4.2　渗碳钢的热处理60

3.4.3　常用渗碳钢61

3.5　氮化钢62

3.6　低合金超高强度钢64

3.6.1　低合金超高强度钢的合金化65

3.6.2　低合金超高强度钢的脆性66

3.6.3　常用的低合金超高强度钢66

3.7　低碳马氏体结构钢68

本章小结70

思考题与习题70

第4章　工模具钢72

4.1 刃具钢72

4.1.1　碳素工具钢72

4.1.2　低合金工具钢73

4.1.3　高速钢75

4.2　模具钢83

4.2.1　冷作模具钢83

4.2.2　热作模具钢87

4.2.3　塑料模具钢91

4.2.4　模具钢的选用92

本章小结97

思考题与习题97

第5章　不锈耐蚀钢98

5.1　金属腐蚀的基本概念98

5.1.1　钢铁材料的腐蚀类型98

5.1.2　提高钢耐腐蚀性的途径100

5.1.3　不锈钢的分类100

5.2　不锈钢中的合金元素及作用100

5.2.1　合金元素对铁的电极电位的影响101

5.2.2　合金元素对铁的极化性能的影响102

5.2.3　合金元素对不锈钢组织和性能的影响104

5.3　铁素体不锈钢107

5.3.1　铁素体不锈钢的成分和性能特点107

5.3.2　铁素体不锈钢的脆性108

5.3.3　铁素体不锈钢的热处理110

5.4　马氏体不锈钢110

5.4.1　马氏体不锈钢的成分和性能特点110

5.4.2　马氏体不锈钢的热处理113

5.5　奥氏体不锈钢114

5.5.1　18-8铬镍奥氏体不锈钢的成分和性能特点116

5.5.2　奥氏体不锈钢的晶间腐蚀与防止方法117

5.5.3　Cr-Mn奥氏体不锈钢118

5.6　奥氏体双相钢118

5.6.1 奥氏体—铁素体双相不锈钢118

5.6.2　奥氏体—马氏体双相不锈钢119

本章小结120

思考题与习题120

第6章　耐热钢及耐热合金122

6.1 耐热钢及合金的高温性能122

6.1.1　抗氧化性能122

6.1.2　热强性能123

6.1.3　提高热强性能的途径125

6.1.4　耐热钢和合金的分类126

6.2　抗氧化钢127

6.2.1　铁素体型抗氧化钢128

6.2.2　奥氏体型抗氧化钢129

6.3　热强钢129

6.3.1　珠光体型热强钢129

6.3.2　马氏体型热强钢131

6.3.3　奥氏体型热强钢及合金133

6.4　镍基耐热合金136

本章小结140

思考题与习题140

第7章　铸铁141

7.1　铸铁的分类、石墨化及影响因素141

7.1.1　铸铁的特点与分类141

7.1.2　铸铁的石墨化143

7.2　普通灰口铸铁147

7.2.1　灰口铸铁的成分、组织与性能147

7.2.2　灰口铸铁的孕育处理149

7.2.3　灰口铸铁的热处理150

7.3　可锻铸铁150

7.3.1　可锻铸铁的组织和生产151

7.3.2　可锻铸铁的牌号、性能及用途151

7.4　球墨铸铁152

7.4.1　球墨铸铁的成分、组织、牌号和性能153

7.4.2　球墨铸铁的生产155

7.4.3　球墨铸铁的热处理155

7.5　蠕墨铸铁及合金铸铁简介158

7.5.1　蠕墨铸铁158

7.5.2　合金铸铁159

本章小结159

思考题与习题160

第二篇　有色金属材料161

第8章　铝及铝合金161

8.1　铝的合金化161

8.1.1　纯铝161

8.1.2　铝合金的分类161

8.1.3　铝合金的强化162

8.1.4　铝合金的时效处理163

8.2　铸造铝合金166

8.2.1　铸造铝合金的牌号、种类及化学成分166

8.2.2　铝—硅铸造合金170

8.2.3　铝—铜铸造合金174

8.2.4　铝—镁铸造合金176

8.2.5　铝—锌铸造合金176

8.3　变形铝合金177

8.3.1 变形铝合金牌号及表示方法177

8.3.2　1×××系合金180

8.3.3　2×××系合金180

8.3.4　3×××系合金181

8.3.5　4×××系合金182

8.3.6　5×××系合金182

8.3.7　6×××系合金184

8.3.8　7×××系合金184

本章小结185

思考题与习题185

第9章　铜及铜合金186

9.1　工业纯铜及铜的合金化186

9.1.1　工业纯铜186

9.1.2　铜合金分类及强化方法187

9.2　黄铜187

9.2.1　普通黄铜188

9.2.2　特殊黄铜190

9.2.3　黄铜的热处理193

9.2.4　黄铜的脱锌和季裂194

9.3　青铜194

9.3.1　锡青铜195

9.3.2　特殊青铜197

本章小结200

思考题与习题201

第10章　钛及钛合金202

10.1 纯钛与钛的合金化203

10.1.1　纯钛203

10.1.2　钛的合金化204

10.2　常用钛合金208

10.2.1　α钛合金209

10.2.2　β钛合金210

10.2.3　α＋β钛合金211

10.2.4　钛及钛合金的热处理211

本章小结212

思考题与习题213

第11章　镁及镁合金214

11.1 镁的合金化及镁合金的分类214

11.1.1　镁的合金化214

11.1.2　常用合金元素对镁合金组织和性能的影响216

11.1.3　镁合金的分类和牌号218

11.2 常用镁合金221

11.2.1　铸造镁合金组织和性能221

11.2.2　变形镁合金组织和性能225

本章小结227

思考题与习题227

第三篇　新型金属材料228

第12章　金属基复合材料228

12.1 概论228

12.2　增强纤维及特性229

12.2.1 纤维具有高强度的原因229

12.2.2　碳纤维230

12.2.3　硼纤维232

12.2.4　碳化硅纤维233

12.2.5　氧化铝纤维234

12.2.6　晶须234

12.3 复合材料的复合理论235

12.3.1　单向复合材料的弹性性质235

12.3.2　单向复合材料的强度237

12.4 金属基复合材料界面240

12.4.1　金属基复合材料的界面类型240

12.4.2　金属基复合材料的界面优化241

12.4.3　界面对复合材料性能的影响243

12.5 金属基复合材料的制造技术245

12.5.1　固态制造技术246

12.5.2　液态制造技术247

12.5.3　原位复合法248

本章小结249

思考题与习题250

第13章　粉末冶金材料251

13.1 概论251

13.2 粉末冶金结构材料253

13.2.1　概述253

13.2.2　烧结铁基结构材料254

13.2.3　烧结铜基结构材料259

13.3 粉末冶金减摩和摩擦材料261

13.3.1　粉末冶金减摩材料261

13.3.2　粉末冶金摩擦材料263

13.4 难熔金属和硬质合金266

13.4.1　难熔金属266

13.4.2　硬质合金271

本章小结278

思考题与习题279

第14章　形状记忆合金280

14.1 马氏体相变与形状记忆效应280

14.1.1　马氏体相变280

14.1.2　形状记忆效应280

14.1.3　热弹性马氏体相变281

14.1.4　伪弹性及超弹性283

14.2 形状记忆效应的机制284

14.2.1 呈现形状记忆效应的条件284

14.2.2　弹性相变合金的形状记忆效应机制284

14.3 形状记忆合金的晶体结构286

14.4 形状记忆合金的力学行为288

14.4.1　马氏体形成时的伪弹性和形状记忆效应288

14.4.2　Cu-Zn系单晶289

14.4.3　Cu-Zn系多晶290

14.5 影响合金形状记忆效应的因素290

14.5.1　母相有序度的影响290

14.5.2　母相晶粒度的影响291

14.5.3　形变度的影响291

14.6 常用形状记忆合金材料及其应用291

14.6.1　常用形状记忆合金材料及其性能特点291

14.6.2　形状记忆合金应用举例294

本章小结295

思考题与习题295

参考文献296