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第1章 金属学原理1

1.1 晶体学基础1

1.1.1 空间点阵和晶胞1

1.1.2 晶向指数和晶面指数3

1.1.3 晶带定律和晶面间距5

1.1.4 晶体投影7

1.2 纯金属的晶体结构7

1.2.1 三种典型金属晶体结构及特征7

1.2.2 典型晶体结构中的间隙9

1.3 合金的相结构11

1.3.1 合金相分类11

1.3.2 固溶体分类12

1.3.3 影响固溶度的因素13

1.3.4 金属化合物14

1.4 金属晶体缺陷17

1.4.1 点缺陷18

1.4.2 线缺陷19

1.4.3 面缺陷22

复习思考题25

第2章 纯金属的结晶26

2.1 金属结晶的过冷现象26

2.2 金属结晶的热力学条件27

2.3 金属结晶的结构条件28

2.4 晶核形成29

2.4.1 均匀形核29

2.4.2 非均匀形核30

2.4.3 影响形核的主要因素32

2.4.4 形核率32

2.5 晶核长大34

2.5.1 固液界面的微观结构35

2.5.2 晶体长大机制36

2.5.3 固液界面前沿液体中的温度梯度38

2.5.4 晶体生长的界面形状38

2.5.5 晶体生长速率39

2.5.6 晶粒大小及其控制39

2.6 金属铸锭的结构与缺陷41

2.6.1 铸锭（件）的组织41

2.6.2 铸锭（件）中的缺陷43

复习思考题46

第3章 相图47

3.1 二元合金相图的建立47

3.2 匀晶相图50

3.3 共晶相图51

3.4 包晶相图53

3.5 二元相图的分析使用55

3.6 三元合金相图57

3.6.1 三元相图的表示方法及特征线57

3.6.2 三元系相图中的定量法则58

3.6.3 三元相图总结62

复习思考题63

第4章 固态金属的扩散64

4.1 扩散机制64

4.1.1 扩散驱动力64

4.1.2 扩散微观机制65

4.1.3 固态扩散种类66

4.2 扩散方程67

4.2.1 扩散第一定律67

4.2.2 扩散第二定律68

4.3 影响扩散的因素68

4.3.1 温度的影响69

4.3.2 晶体结构的影响69

4.3.3 固溶体类型的影响70

4.3.4 晶体缺陷的影响70

4.3.5 化学成分的影响70

复习思考题72

第5章 铁碳合金73

5.1 铁碳合金的组元及基本相73

5.1.1 铁碳合金的组元74

5.1.2 铁碳合金中的基本相75

5.2 Fe-Fe3C相图分析76

5.2.1 相图中的特性点76

5.2.2 相图中的特性线77

5.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织78

5.3.1 工业纯铁的平衡结晶过程 （wc＝0.01％）80

5.3.2 共析钢的平衡结晶过程（wc＝0.77％）80

5.3.3 亚共析钢的平衡结晶过程（wc＝0.40％）81

5.3.4 过共析钢的平衡结晶过程（wc＝1.20％）83

5.3.5 共晶合金的平衡结晶过程（wc＝4.30％）84

5.3.6 亚共晶白口铸铁的平衡结晶过程（wc＝3.0％）84

5.3.7 过共晶白口铸铁的平衡结晶过程（wc＝5.0％）85

5.4 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响87

5.4.1 含碳量对铁碳合金平衡组织的影响87

5.4.2 含碳量对铁碳合金力学性能的影响88

5.4.3 含碳量对铁碳合金工艺性能的影响88

5.5 铁碳相图在材料加工中的应用89

5.5.1 在钢铁材料选用方面的应用89

5.5.2 在铸造工艺方面的应用89

5.5.3 在热锻、热轧工艺方面的应用89

5.5.4 在热处理工艺方面的应用90

5.6 碳钢90

5.6.1 钢铁材料的生产过程90

5.6.2 钢锭的组织及缺陷90

5.6.3 碳钢的分类、牌号及应用94

5.7 铸铁99

5.7.1 铸铁组织的形成99

5.7.2 铸铁组织与性能特点101

5.7.3 铸铁的分类101

5.7.4 常用铸铁102

复习思考题106

第6章 金属的塑性变形、回复和再结晶107

6.1 单晶体的塑性变形107

6.1.1 滑移107

6.1.2 滑移的位错机制111

6.1.3 孪生114

6.2 多晶体的塑性变形115

6.2.1 多晶体塑性变形的特点116

6.2.2 晶粒大小对力学性能的影响116

6.3 塑性变形对金属组织与性能的影响117

6.3.1 组织结构的变化117

6.3.2 性能变化118

6.3.3 变形织构119

6.3.4 残留应力120

6.4 冷变形金属的回复与再结晶121

6.4.1 冷变形金属在加热时的变化121

6.4.2 回复动力学123

6.4.3 回复机制124

6.4.4 回复以后金属性能的变化125

6.4.5 再结晶晶核的形成与长大125

6.4.6 再结晶温度及其影响因素127

6.4.7 晶粒长大130

6.5 金属的热加工134

6.5.1 动态回复与动态再结晶134

6.5.2 热加工后的组织与性能136

6.6 超塑性137

6.6.1 超塑性的表示138

6.6.2 影响超塑性的因素138

6.6.3 超塑性变形后的组织变化139

6.6.4 超塑性变形的机制139

复习思考题140

第7章 钢的热处理原理141

7.1 钢在加热时的组织转变141

7.1.1 奥氏体的组织结构141

7.1.2 奥氏体的形成142

7.1.3 奥氏体化142

7.1.4 影响奥氏体化的因素144

7.1.5 奥氏体晶粒的长大及影响因素145

7.1.6 细化奥氏体晶粒的措施149

7.2 钢在冷却时的组织转变149

7.2.1 概述149

7.2.2 共析钢过冷奥氏体的等温转变图150

7.2.3 影响C曲线位置和形状的因素151

7.3 钢的过冷奥氏体转变154

7.3.1 珠光体转变154

7.3.2 马氏体转变160

7.3.3 贝氏体转变169

7.4 过冷奥氏体连续冷却转变曲线176

7.4.1 过冷奥氏体连续冷却转变图的建立177

7.4.2 过冷奥氏体连续冷却转变曲线分析177

7.4.3 CCT曲线和C曲线的比较与应用177

7.5 钢的回火转变178

7.5.1 淬火钢回火时的组织转变179

7.5.2 淬火钢在回火时的力学性能变化183

7.5.3 钢的回火脆性184

复习思考题185

第8章 钢的热处理工艺186

8.1 钢的退火与正火186

8.1.1 钢的退火186

8.1.2 钢的正火190

8.1.3 退火和正火的选用191

8.2 钢的淬火与回火192

8.2.1 钢的淬火及目的193

8.2.2 钢的淬透性193

8.2.3 淬火介质198

8.2.4 淬火工艺199

8.2.5 钢的回火203

8.2.6 淬火缺陷及防止204

8.3 钢的其他类型热处理207

8.3.1 钢的形变热处理207

8.3.2 钢的表面热处理208

8.3.3 钢的化学热处理212

复习思考题215

第9章 钢的热处理设备及其发展217

9.1 概述217

9.2 热处理电炉的近代发展218

9.3 各种热处理设备及其发展222

9.3.1 电阻炉222

9.3.2 井式气体渗碳炉225

9.3.3 热处理浴炉225

9.3.4 流动粒子炉227

9.3.5 真空热处理炉229

9.3.6 可控气氛炉231

9.3.7 等离子热处理炉236

9.3.8 表面改性热处理设备238

复习思考题240

第10章 钢的热处理新技术241

10.1 可控气氛热处理241

10.2 真空热处理242

10.2.1 真空热处理的特点242

10.2.2 真空热处理工艺242

10.3 钢的强韧化处理243

10.3.1 奥氏体晶粒超细化处理244

10.3.2 改善钢中第二相分布形态的强韧化淬火245

10.3.3 控制马氏体、贝氏体组织形态的淬火245

10.4 表面热处理新技术246

10.4.1 高能量密度表面热处理247

10.4.2 热喷涂技术248

10.4.3 气相沉积技术250

10.4.4 离子注入251

10.4.5 化学镀252

10.5 计算机在热处理中的应用253

10.5.1 计算机在常规热处理中的应用253

10.5.2 计算机在化学热处理中的应用253

10.5.3 计算机模拟技术在热处理中的应用研究255

10.5.4 热处理生产线的微机控制255

复习思考题257

参考文献258