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第一章 金属的力学性能1

第一节 金属的强度和塑性1

一、拉伸曲线2

二、强度2

三、塑性3

第二节 硬度5

一、布氏硬度5

二、洛氏硬度8

三、维氏硬度9

四、显微硬度10

五、肖氏硬度11

六、里氏硬度11

第三节 冲击韧度13

一、冲击试验方法及原理13

二、冲击试验的应用16

第二章 金属的晶体结构17

第一节 金属晶体中原子间的结合17

一、金属原子的结构特点17

二、金属原子间的结合方式（金属键）17

第二节 金属晶体结构的基本知识19

一、晶体结构概述19

二、金属中常见的三种晶体结构21

三、表示晶体结构特征的几何参数22

四、晶面指数和晶向指数26

五、晶体的各向异性30

第三节 金属的实际晶体结构31

一、点缺陷31

二、线缺陷33

三、面缺陷35

第三章 纯金属的结晶38

第一节 金属结晶的现象38

一、纯金属的冷却曲线和过冷现象38

二、纯金属的结晶过程39

第二节 金属结晶的结构条件和热力学条件40

一、金属结晶的结构条件40

二、金属结晶的热力学条件41

第三节 晶核的形成42

一、自发形核42

二、非自发形核44

第四节 晶核的长大45

一、晶核长大的条件45

二、晶核长大的方式46

三、晶核长大的形态48

第五节 金属结晶后的晶粒大小49

一、晶粒大小对性能的影响49

二、影响晶粒大小的因素50

三、细化铸件晶粒的方法50

第六节 金属铸锭的组织及缺陷51

一、铸锭的宏观组织51

二、三个晶区的形成52

三、铸锭缺陷53

第四章 二元合金的相结构与结晶56

第一节 合金的固态相结构56

一、基本概念56

二、合金的几种固态相结构57

第二节 二元合金相图的基本知识66

一、二元相图的表示方法66

二、二元合金相图的测定方法67

三、相律68

四、杠杆定律69

第三节 匀晶相图70

一、相图分析70

二、平衡结晶及其组织70

三、不平衡结晶及枝晶偏析71

四、成分过冷及晶体长大74

五、固溶体合金的性能与成分（相图）的关系76

第四节 共晶相图78

一、相图分析78

二、典型合金的平衡结晶及其组织79

三、初晶和共晶组织的形态84

四、不平衡结晶及其组织86

五、密度偏析88

六、共晶合金的性能与成分（相图）的关系89

第五节 包晶相图90

一、相图分析90

二、典型合金的平衡结晶及其组织91

三、合金的不平衡结晶及其组织94

四、包晶转变对细化晶粒的作用94

第六节 其他类型的二元合金相图95

一、组元间形成化合物的相图95

二、偏晶、熔晶和合晶相图97

三、具有固态相变的二元合金相图99

第五章 铁碳合金相图102

第一节 铁碳合金的基本相102

一、铁素体102

二、奥氏体103

三、渗碳体103

第二节 相图分析104

一、铁碳合金相图中的特性点105

二、铁碳合金相图中的特性线106

三、铁碳合金相图中的相区108

第三节 典型合金的平衡结晶及其组织108

一、工业纯铁108

二、共析钢109

三、亚共析钢110

四、过共析钢111

五、共晶白口铁112

六、亚共晶白口铁112

七、过共晶白口铁114

第四节 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响115

一、含碳量对平衡组织的影响115

二、含碳量对力学性能的影响116

第五节 铁碳相图的应用117

一、作为选用钢铁材料的依据117

二、在铸造生产方面的应用117

三、在压力加工工艺方面的应用118

四、在热处理方面的应用118

第六章 三元合金相图119

第一节 三元合金相图的成分表示方法119

一、成分三角形（等边三角形）119

二、成分三角形中具有特定意义的线120

三、等腰三角形（等腰梯形）121

四、直角三角形121

第二节 三元系中的直线定律和重心法则121

一、直线定律122

二、重心法则123

第三节 三元匀晶相图123

一、相图分析124

二、等温截面图125

三、变温截面126

第四节 简单的三元共晶相图127

一、相图分析127

二、等温截面129

三、变温截面132

四、投影图和合金结晶过程分析133

第七章 金属的塑性变形与再结晶135

第一节 金属的塑性变形136

一、单晶体的塑性变形137

二、多晶体的塑性变形142

三、合金的塑性变形144

第二节 冷塑性变形对金属组织和性能的影响146

一、冷塑性变形对金属组织结构的影响146

二、冷塑性变形对金属性能的影响148

三、产生内应力149

第三节 冷变形金属在加热时的变化150

一、回复150

二、再结晶150

三、晶粒长大152

四、冷变形金属的热处理154

第四节 金属的热塑性变形（热变形加工）155

一、金属的热变形加工和冷变形加工155

二、热变形加工对金属组织和性能的影响156

第八章 钢的热处理159

第一节 概述159

一、热处理及其应用159

二、钢实际加热和冷却时的临界点159

第二节 钢在加热时的转变161

一、共析钢的奥氏体化161

二、影响奥氏体化的因素162

三、奥氏体晶粒的长大164

第三节 钢在冷却时的转变165

一、过冷奥氏体的等温转变166

二、影响奥氏体等温转变的因素175

三、过冷奥氏体的连续冷却转变177

四、马氏体转变180

第四节 钢的退火与正火185

一、退火185

二、正火187

第五节 钢的淬火189

一、淬火工艺189

二、淬火方法193

三、淬火缺陷及防止方法194

第六节 钢的回火196

一、回火的目的196

二、淬火钢的回火转变197

三、回火转变产物的组织与性能199

四、回火的种类及应用201

五、回火脆性202

第七节 钢的淬透性204

一、淬透性的概念204

二、影响淬透性的因素205

三、影响淬透层深度的因素206

四、淬透性的测定与表示方法206

五、淬透性的实际意义209

第八节 钢的表面热处理210

一、表面淬火210

二、化学热处理212

第九章 工业用钢221

第一节 钢的分类221

一、按化学成分分类221

二、按钢的冶金质量分类221

三、按金相组织分类222

四、按冶炼方法分类222

五、按用途分类222

第二节 常存杂质元素对钢性能的影响223

一、锰的影响223

二、硅的影响223

三、硫的影响223

四、磷的影响224

五、氮的影响224

六、氢的影响224

七、氧的影响225

第三节 碳钢钢锭（钢坯）的组织及其宏观缺陷225

一、镇静钢钢锭225

二、沸腾钢钢锭227

三、连铸坯228

第四节 合金元素在钢中的作用230

一、合金元素在钢中存在的形式230

二、合金元素对Fe一Fe3C相图的影响232

三、合金元素对热处理组织转变的影响234

第五节 结构钢238

一、工程结构用钢238

二、机器结构用钢243

第六节 工具钢264

一、刃具钢264

二、模具钢272

三、量具用钢275

第七节 特殊性能钢276

一、不锈耐酸钢276

二、耐热钢281

三、耐磨钢285

第十章 铸铁288

第一节 铸铁的石墨化289

一、铁碳双重相图289

二、石墨化过程289

三、影响石墨化的因素291

第二节 普通灰口铸铁293

一、灰口铸铁的牌号、化学成分、组织和性能293

二、灰口铸铁的孕育处理296

三、灰口铸铁的应用297

四、灰口铸铁的热处理299

第三节 球墨铸铁300

一、球墨铸铁的球化处理和孕育处理300

二、球墨铸铁的牌号、化学成分、组织和性能301

三、球墨铸铁的用途303

四、球墨铸铁的热处理304

第四节 可锻铸铁307

一、可锻铸铁的生产307

二、可锻铸铁的牌号、组织、性能及用途308

第五节 蠕墨铸铁310

一、蠕墨铸铁的获得310

二、蠕墨铸铁的化学成分310

三、蠕墨铸铁的牌号、组织、性能及应用310

第六节 合金铸铁312

一、耐磨铸铁312

二、耐热铸铁314

三、耐蚀铸铁315

参考文献317