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第1章 钢的合金化基础1

1.1 钢中合金元素及其分类依据1

1.1.1 合金元素在钢中的分布及存在形式1

1.1.2 合金元素分类1

1.2 铁基固溶体2

1.3 钢中的碳化物和氮化物4

1.4 合金元素对Fe-C相图的影响5

1.4.1 合金元素对S、E点的影响6

1.4.2 合金元素对A1、A3及奥氏体相区的影响6

1.5 合金元素与钢中晶体缺陷的相互作用7

1.5.1 合金元素在钢中的偏聚7

1.5.2 微量元素对钢的有益作用8

1.6 合金元素对奥氏体的影响9

1.6.1 合金元素对奥氏体形成的影响9

1.6.2 碳化物在奥氏体中的溶解规律10

1.6.3 合金元素对奥氏体晶粒长大的影响11

1.7 合金元素对过冷奥氏体分解的影响11

1.7.1 合金元素对过冷奥氏体稳定性的影响11

1.7.2 合金元素对珠光体和贝氏体转变的影响13

1.7.3 合金元素对马氏体转变的影响14

1.8 合金元素对淬火钢回火转变的影响15

1.8.1 合金元素对马氏体分解的影响15

1.8.2 合金元素对残余奥氏体转变的影响16

1.8.3 合金元素对碳化物析出的影响16

1.8.4 合金元素对α相的回复再结晶的影响17

1.9 合金元素对钢强韧化的影响18

1.9.1 合金元素对钢强度的影响18

1.9.2 合金对钢塑性和韧性的影响20

1.9.3 合金化与强韧化机理的综合运用举例23

1.10 合金钢的分类及编号方法23

1.10.1 分类23

1.10.2 合金钢的编号24

复习思考题24

第2章 工程构件用钢25

2.1 工程构件用钢的基本要求25

2.1.1 足够的强度与韧度26

2.1.2 良好的焊接性和成形工艺性26

2.1.3 良好的耐腐蚀性26

2.2 工种构件用钢的性能特点26

2.2.1 屈服现象26

2.2.2 冷脆现象26

2.2.3 应变时效、淬火时效27

2.2.4 蓝脆现象27

2.3 碳素构件用钢27

2.4 普通低合金构件用钢30

2.4.1 对普通低合金构件用钢的性能要求30

2.4.2 合金元素在低合金高强度钢中的作用30

2.4.3 低合金高强度钢33

2.5 微合金化低合金高强度钢36

2.5.1 一般微合金化低合金高强度钢36

2.5.2 针形铁素体型微合金化钢38

2.5.3 双相钢39

2.5.4 低合金高强度钢发展趋势40

复习思考题40

第3章 机器零件用钢41

3.1 调质钢41

3.1.1 典型零件的工作条件、失效方式及性能要求41

3.1.2 对调质钢力学性能和工艺性能的要求41

3.1.3 调质钢组织、化学成分及热处理特点42

3.1.4 常用调质钢43

3.1.5 调质零件用钢的发展动向44

3.2 弹簧钢44

3.2.1 弹簧的工作条件和性能要求44

3.2.2 弹簧钢的化学成分及热处理特点45

3.2.3 常用弹簧钢47

3.3 渗碳钢和氮化钢47

3.3.1 典型渗碳零件（齿轮）的工作条件、失效方式及性能要求47

3.3.2 渗碳钢的化学成分特点47

3.3.3 常用渗碳钢及热处理特点48

3.3.4 氮化钢50

3.4 滚动轴承钢51

3.4.1 滚动轴承钢的工作特点及性能要求51

3.4.2 轴承钢的冶金质量和化学成分特点52

3.4.3 热处理特点54

3.4.4 常用轴承钢54

3.5 低碳马氏体型结构钢55

3.6 超高强度钢55

3.6.1 低合金中碳马氏体型超高强度钢56

3.6.2 中合金中碳二次硬化型超高强度钢56

3.6.3 中合金低碳马氏体型超高强度钢57

3.6.4 马氏体时效钢57

3.6.5 发展使用超高强度钢应注意的问题59

3.7 特殊用途结构钢59

3.7.1 高锰耐磨钢59

3.7.2 易削钢60

复习思考题61

第4章 工具钢63

4.1 概述63

4.2 刃具用钢64

4.2.1 刃具钢的使用条件及性能要求64

4.2.2 碳素刃具钢64

4.2.3 低合金刃具钢65

4.2.4 高速钢66

4.3 冷作模具用钢78

4.3.1 冷变形模具的工作条件、性能要求78

4.3.2 常用模具钢及其选择79

4.3.3 充分发挥冷模具钢潜力的途径81

4.4 热作模具钢82

4.4.1 热作模具的工作条件、失效方式和性能要求82

4.4.2 常用热模具钢83

复习思考题85

第5章 不锈钢86

5.1 概述86

5.1.1 不锈钢的发展历程86

5.1.2 金属的腐蚀类型89

5.1.3 不锈钢的工作条件和性能要求93

5.1.4 不锈钢的耐蚀理论和提高耐蚀性的途径93

5.1.5 不锈钢的分类94

5.2 合金元素在不锈钢中的作用95

5.2.1 铬元素的作用95

5.2.2 镍元素的作用97

5.2.3 碳元素的作用98

5.2.4 钼元素的作用99

5.2.5 氮和锰元素的作用99

5.2.6 其他元素的作用101

5.3 铁素体不锈钢102

5.3.1 铁素体不锈钢的种类102

5.3.2 铁素体不锈钢的脆性105

5.3.3 铁素体不锈钢工艺性能106

5.3.4 铁素体不锈钢的热处理107

5.3.5 铁素体不锈钢的耐蚀性能108

5.4 奥氏体不锈钢109

5.4.1 奥氏体不锈钢的化学组成及组织109

5.4.2 奥氏体不锈钢的工艺性能112

5.4.3 奥氏体不锈钢的热处理113

5.4.4 奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能114

5.5 马氏体不锈钢117

5.5.1 马氏体不锈钢的化学组成及分类118

5.5.2 马氏体不锈钢的工艺性能119

5.5.3 马氏体不锈钢的热处理119

5.5.4 马氏体不锈钢的耐腐蚀性能121

5.6 双相不锈钢122

5.6.1 双相不锈钢的分类123

5.6.2 双相不锈钢的性能特点123

5.6.3 双相钢的工艺性能125

5.6.4 双相不锈钢中的组织转变125

5.6.5 双相不锈钢的耐腐蚀性能128

5.7 沉淀硬化不锈钢的化学组成和类型129

5.7.1 沉淀硬化不锈钢的化学组成和类型129

5.7.2 沉淀硬化不锈钢的热处理130

5.7.3 沉淀硬化不锈钢的耐腐蚀性能131

5.8 不锈钢材料的新进展132

5.8.1 超级不锈钢的类型及发展132

5.8.2 功能性不锈钢的发展134

5.8.3 不锈钢研发的最新进展136

5.8.4 点腐蚀和海洋大气环境下的失重139

5.8.5 不锈钢材料的发展趋势141

复习思考题142

第6章 耐热钢及高温合金143

6.1 钢的耐热性和热稳定钢143

6.1.1 耐热钢的工作条件和对性能的要求143

6.1.2 钢的抗氧化性及其提高途径143

6.1.3 抗氧化钢147

6.2 金属的热强性148

6.2.1 热强性指标148

6.2.2 影响热强性的因素148

6.2.3 提高钢热强性的途径149

6.3 α-Fe基热强钢150

6.3.1 珠光体型热强钢150

6.3.2 马氏体型热强钢153

6.4 奥氏体热强钢及合金155

6.4.1 固溶强化型157

6.4.2 碳化物沉淀强化型157

6.4.3 金属间化合物强化型157

6.5 镍基高温合金158

复习思考题159

第7章 铸铁160

7.1 铸铁的特点和分类160

7.1.1 铸铁中石墨的形态及分类160

7.1.2 铸铁的特点160

7.1.3 铸铁的分类161

7.2 铸铁的结晶和石墨化过程161

7.2.1 Fe-Fe3C和Fe-G双重相图161

7.2.2 铸铁石墨化162

7.3 灰口铸铁167

7.3.1 灰口铸铁的牌号、化学成分167

7.3.2 灰口铸铁的显微组织、性能及应用168

7.4 球墨铸铁170

7.4.1 石墨的球化处理170

7.4.2 球墨铸铁的基本特征173

7.4.3 球墨铸铁的牌号、化学成分和用途173

7.5 蠕墨铸铁174

7.5.1 铸铁的石墨蠕化强化——变质处理174

7.5.2 蠕墨铸铁的特点175

7.5.3 蠕墨铸铁牌号及用途175

7.6 可锻铸铁176

7.6.1 可锻铸铁的生产176

7.6.2 可锻铸铁的牌号、性能及应用177

7.7 特殊性能铸铁177

7.7.1 耐磨铸铁177

7.7.2 耐热铸铁178

7.7.3 耐蚀铸铁179

7.8 铸铁的热处理182

7.8.1 铸铁热处理特点182

7.8.2 铸铁的热处理工艺183

复习思考题184

第8章 有色金属及其合金185

8.1 铝及其合金185

8.1.1 纯铝185

8.1.2 铝的合金化及铝合金的分类186

8.1.3 铝合金的热处理190

8.1.4 铝合金的细化晶粒强化197

8.1.5 变形铝合金198

8.1.6 铸造铝合金203

8.2 镁及镁合金208

8.2.1 纯镁208

8.2.2 镁合金208

8.3 铜及铜合金211

8.3.1 工业纯铜211

8.3.2 铜的合金化及铜合金分类212

8.3.3 黄铜212

8.3.4 青铜214

8.3.5 白铜216

8.4 钛及钛合金217

8.4.1 钛的基本特性217

8.4.2 工业纯钛218

8.4.3 钛的二元相图218

8.4.4 钛的合金化219

8.4.5 钛合金的分类220

8.4.6 钛合金的热加工及热处理220

8.4.7 常用钛合金224

8.4.8 钛合金的发展趋势226

复习思考题227

第9章 工程非金属材料228

9.1 高分子合成材料228

9.1.1 概述228

9.1.2 塑料229

9.1.3 橡胶243

9.2 陶瓷249

9.2.1 陶瓷材料的分类249

9.2.2 陶瓷的形成过程250

9.2.3 陶瓷材料的显微结构及性能251

9.2.4 常用工业陶瓷及其应用253

9.3 复合材料257

9.3.1 复合材料概述257

9.3.2 复合材料的定义和分类257

9.3.3 复合材料的基本性能258

9.3.4 复合材料的界面260

9.3.5 复合材料成型技术261

9.3.6 各种复合材料简介264

复习思考题269

参考文献270