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第1章 材料的性能1

1.1 材料的机械性能1

1.1.1 强度1

1.1.2 硬度3

1.1.3 塑性7

1.1.4 韧性8

1.1.5 疲劳强度9

1.2 材料的物理、化学性能10

1.2.1 物理性能10

1.2.2 化学性能12

1.3 材料的工艺性能13

1.3.1 铸造性能13

1.3.2 锻造性能13

1.3.3 焊接性能14

1.3.4 热处理性能14

1.3.5 切削加工性能14

思考题与习题14

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 金属的特性与金属键16

2.1.2 晶体结构的基本概念17

2.1.3 三种常见的典型晶体结构18

2.1.4 晶体的各向异性22

2.1.5 多晶型性23

2.2 实际金属的晶体结构24

2.2.1 点缺陷24

2.2.2 线缺陷26

2.2.3 面缺陷27

2.3 纯金属的结晶29

2.3.1 金属结晶的现象29

2.3.2 金属结晶的条件31

2.3.3 晶核的形成与长大32

2.3.4 结晶后晶粒大小的控制34

2.4 金属铸锭的组织35

2.4.1 铸锭三晶区的形成36

2.4.2 铸锭三晶区的组织与性能37

2.4.3 铸锭组织中三个晶区相对厚度的控制38

思考题与习题38

第3章 合金的结构和结晶40

3.1 合金中的相结构40

3.1.1 基本概念40

3.1.2 相的分类41

3.1.3 固溶体41

3.1.4 金属化合物44

3.2 二元合金相图46

3.2.1 相图的建立46

3.2.2 二元匀晶相图47

3.2.3 二元共晶相图50

3.2.4 其他常用的二元合金相图54

3.3 相图与合金性能的关系56

3.3.1 相图与合金使用性能的关系56

3.3.2 相图与合金工艺性能的关系57

思考题与习题58

第4章 铁碳合金相图和碳钢59

4.1 纯铁、铁碳合金的相结构及其性能59

4.1.1 纯铁59

4.1.2 铁碳合金的相结构、基本组织及其性能61

4.2 Fe-Fe3C相图分析64

4.2.1 Fe-Fe3C相图分析64

4.2.2 Fe-Fe3C相图中铁碳合金的分类66

4.2.3 典型铁碳合金的结晶过程分析67

4.2.4 铁碳合金的成分、组织与性能的关系73

4.2.5 Fe-Fe3C相图的生产应用75

4.3 碳素钢75

4.3.1 常存杂质元素对碳钢性能的影响76

4.3.2 碳钢的分类76

4.3.3 碳钢的牌号与应用77

思考题与习题82

第5章 金属的塑性变形与结晶83

5.1 金属的塑性变形83

5.1.1 单晶体的弹性变形83

5.1.2 单晶体的塑性变形84

5.1.3 多晶体的塑性变形85

5.2 金属塑性变形对金属组织和性能的影响85

5.2.1 塑性变形后金属组织和结构的变化85

5.2.2 塑性变形后金属性能的改变86

5.3 回复与再结晶88

5.3.1 回复88

5.3.2 再结晶89

5.4 金属的热变形90

5.4.1 热变形加工与冷变形加工的区别90

5.4.2 热变形加工对金属组织与性能的影响91

思考题与习题92

第6章 钢的热处理94

6.1 钢在加热时的转变94

6.1.1 共析钢的奥氏体化形成过程95

6.1.2 影响奥氏体形成速度的因素96

6.1.3 奥氏体晶粒大小及其影响因素99

6.2 钢在冷却时的组织转变101

6.2.1 共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线102

6.2.2 共析钢的等温转变产物与性能104

6.2.3 影响过冷奥氏体等温转变的因素117

6.2.4 过冷奥氏体连续冷却转变曲线118

6.3 钢的退火与正火119

6.3.1 退火目的及工艺119

6.3.2 正火122

6.3.3 退火与正火的选用123

6.4 钢的淬火123

6.4.1 淬火工艺及方法123

6.4.2 钢的淬透性与淬硬性126

6.4.3 常见的淬火缺陷及预防127

6.5 钢的回火129

6.5.1 淬火钢的回火转变129

6.5.2 回火的种类及应用130

6.6 钢的表面热处理和化学热处理131

6.6.1 钢的表面淬火131

6.6.2 钢的化学热处理133

6.6.3 热处理新技术简介137

思考题与习题138

第7章 合金钢140

7.1 合金元素在钢中的作用140

7.1.1 钢中的合金元素140

7.1.2 合金钢的分类及牌号143

7.2 合金结构钢144

7.2.1 低合金结构钢144

7.2.2 合金渗碳钢145

7.2.3 合金调质钢146

7.2.4 合金弹簧钢147

7.2.5 滚动轴承钢148

7.3 合金工具钢149

7.3.1 合金刃具钢150

7.3.2 合金模具钢150

7.3.3 合金量具钢151

思考题与习题152

第8章 工具钢153

8.1 刃具钢153

8.1.1 刃具钢的工作条件和基本性能要求153

8.1.2 刃具用的碳素工具钢153

8.1.3 刃具用的低合金工具钢155

8.1.4 高速钢157

8.2 模具钢160

8.2.1 冷作模具钢160

8.2.2 热作模具钢166

8.2.3 塑料模具钢168

8.3 量具钢172

思考题与习题173

第9章 特殊性能钢175

9.1 不锈钢175

9.1.1 金属的腐蚀和保护175

9.1.2 不锈钢的化学成分特点及合金化原理176

9.1.3 常用的不锈钢177

9.2 耐热钢178

9.2.1 提高钢的耐热性的途径178

9.2.2 常用耐热钢及其特点179

9.3 耐磨钢180

9.3.1 耐磨钢简介180

9.3.2 高锰钢180

思考题与习题182

第10章 粉末冶金与硬质合金183

10.1 粉末冶金法简介183

10.1.1 粉末冶金制造工艺183

10.1.2 粉末冶金工艺特点185

10.1.3 粉末冶金烧结技术的进展及其应用185

10.2 硬质合金188

10.2.1 硬质合金的性能特点188

10.2.2 硬质合金的分类和应用188

思考题与习题189

第11章 铸铁190

11.1 铸铁的分类190

11.2 普通灰铸铁191

11.2.1 灰铸铁的化学成分、组织和性能191

11.2.2 灰铸铁的牌号和应用193

11.2.3 灰铸铁的热处理194

11.3 球墨铸铁194

11.3.1 球墨铸铁的化学成分、组织和性能195

11.3.2 球墨铸铁的牌号和用途196

11.3.3 球墨铸铁的热处理196

11.4 蠕墨铸铁197

11.4.1 蠕墨铸铁的成分、组织和性能197

11.4.2 蠕墨铸铁的牌号和用途198

11.5 可锻铸铁198

11.5.1 可锻铸铁的成分、组织和性能198

11.5.2 可锻铸铁的牌号和用途199

思考题与习题199

第12章 有色金属及合金200

12.1 铝及铝合金200

12.1.1 纯铝200

12.1.2 铝合金200

12.2 铜及铜合金203

12.2.1 纯铜203

12.2.2 铜合金203

12.3 轴承合金205

12.3.1 轴承合金的性能要求205

12.3.2 轴承合金的组织特点206

12.3.3 常用的轴承合金206

思考题与习题207

第13章 非金属材料208

13.1 高分子材料208

13.1.1 高分子材料的基础知识208

13.1.2 塑料210

13.1.3 橡胶213

13.1.4 胶粘剂216

13.1.5 高分子涂料219

13.2 陶瓷材料221

13.2.1 陶瓷材料的概念221

13.2.2 陶瓷分类和组织结构221

13.3 复合材料224

13.3.1 复合材料的概念224

13.3.2 复合材料的特点225

13.3.3 复合材料制造方法226

13.3.4 常用复合材料227

思考题与习题229

第14章 机械零件材料及毛坯选择231

14.1 机械零件对材料的一般要求231

14.1.1 满足使用性能要求231

14.1.2 材料的工艺性能良好232

14.1.3 充分考虑经济性235

14.2 机械零件材料及毛坯选择实例分析235

14.2.1 齿轮类零件236

14.2.2 轴类零件的选材238

14.2.3 箱座类零件的选材240

思考题与习题241

参考文献242