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第1章 金属材料的发展历程与人类文化1

1.1 金属材料的发展历程1

1.1.1 青铜器时代2

1.1.2 铁器时代5

1.1.3 钢铁时代9

1.1.4 种类繁多的金属材料9

1.1.5 新型金属材料10

1.2 金属材料与人类文化23

1.2.1 带金属偏旁的汉字25

1.2.2 人类所知的金属之最25

第2章 金属材料的分类29

2.1 总分类29

2.1.1 科学分类29

2.1.2 工业分类29

2.2 钢铁材料31

2.2.1 铁31

2.2.2 生铁32

2.2.3 铁合金32

2.2.4 铸铁32

2.2.5 钢35

2.2.6 常用钢材分类38

2.2.7 钢材的十五大类39

2.3 有色金属材料40

2.3.1 铜40

2.3.2 铝45

2.3.3 钛49

2.3.4 锌53

2.3.5 镁55

2.3.6 镍56

2.3.7 金58

2.3.8 银61

2.3.9 铅62

2.3.10 锡63

第3章 金属材料的牌号65

3.1 钢铁材料牌号表示方法65

3.1.1 生铁牌号表示方法65

3.1.2 铁合金牌号表示方法66

3.1.3 铸铁牌号表示方法66

3.1.4 铸钢牌号表示方法68

3.1.5 碳素结构钢和低合金结构钢牌号表示方法68

3.1.6 优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢牌号表示方法70

3.1.7 易切削钢牌号表示方法71

3.1.8 车辆车轴及机车车辆用钢牌号表示方法71

3.1.9 合金结构钢和合金弹簧钢牌号表示方法72

3.1.10 非调质机械结构钢牌号表示方法72

3.1.11 碳素工具钢牌号表示方法73

3.1.12 合金工具钢牌号表示方法73

3.1.13 高速工具钢牌号表示方法74

3.1.14 轴承钢牌号表示方法74

3.1.15 不锈钢及耐热钢牌号表示方法75

3.2 钢铁材料牌号统一数字代号体系79

3.2.1 统一数字代号编排总原则80

3.2.2 钢铁材料的类型与统一数字代号80

3.3 有色金属材料牌号表示方法81

3.3.1 铝及铝合金牌号（代号）表示方法81

3.3.2 镁及镁合金牌号（代号）表示方法86

3.3.3 铜及铜合金牌号表示方法88

3.3.4 锌及锌合金牌号表示方法91

3.3.5 钛及钛合金牌号表示方法92

3.3.6 镍及镍合金牌号表示方法93

3.3.7 稀土金属牌号表示方法94

3.3.8 贵金属及其合金牌号表示方法96

3.4 鉴别金属材料牌号的简易方法97

3.4.1 火花鉴别法97

3.4.2 断口鉴别法111

第4章 金属的晶体结构和组织113

4.1 晶体结构的基本知识113

4.1.1 晶体和非晶体113

4.1.2 晶格和晶胞114

4.1.3 晶面和晶向114

4.2 金属的晶体结构115

4.2.1 金属晶体的特性115

4.2.2 常见的金属晶格115

4.2.3 金属的实际晶体结构117

4.2.4 晶体的缺陷117

4.3 合金的晶体结构119

4.3.1 合金的基本概念119

4.3.2 合金的相和组织120

4.4 金属的结晶121

4.4.1 结晶的条件121

4.4.2 纯金属的结晶过程122

4.4.3 细化晶粒123

4.4.4 铁碳合金的组织124

第5章 合金元素在金属中的作用128

5.1 合金元素在钢中的作用128

5.1.1 硅在钢中的作用128

5.1.2 锰在钢中的作用130

5.1.3 镍在钢中的作用131

5.1.4 钴在钢中的作用133

5.1.5 铬在钢中的作用134

5.1.6 钼在钢中的作用135

5.1.7 铜在钢中的作用136

5.1.8 铝在钢中的作用137

5.1.9 钒在钢中的作用138

5.1.10 钛在钢中的作用139

5.1.11 钨在钢中的作用140

5.1.12 硼在钢中的作用141

5.1.13 稀土元素在钢中的作用142

5.1.14 氮在钢中的作用143

5.1.15 硫、硒、碲在钢中的作用144

5.1.16 磷、砷、锑在钢中的作用145

5.2 合金元素在有色金属中的作用146

5.2.1 合金元素在铝合金中的作用146

5.2.2 合金元素在镁合金中的作用147

5.2.3 合金元素在钛合金中的作用147

第6章 金属的冶炼149

6.1 金属的存在状态149

6.2 金属冶炼方法149

6.3 炼铁150

6.4 炼钢151

6.5 炼铝157

6.6 炼铜158

6.7 炼镁158

6.8 炼锌161

第7章 金属材料的成形方法162

7.1 铸造162

7.1.1 综述162

7.1.2 普通砂型铸造164

7.1.3 熔模精密铸造165

7.1.4 金属型铸造167

7.1.5 压力铸造167

7.1.6 离心铸造168

7.1.7 重力铸造169

7.2 塑性加工170

7.2.1 塑性加工的种类170

7.2.2 锻压172

7.3 焊接175

7.3.1 熔焊176

7.3.2 压焊178

7.3.3 钎焊178

7.3.4 金属材料焊接术语180

7.3.5 常用金属材料的焊接难易程度181

第8章 金属材料的热处理182

8.1 热处理综述183

8.1.1 热处理的历史183

8.1.2 热处理的过程184

8.2 常用热处理方法185

8.2.1 著名的“四把火”185

8.2.2 表面淬火188

8.2.3 化学热处理188

8.2.4 接触电阻加热淬火189

8.2.5 电解加热淬火190

8.2.6 时效处理190

8.2.7 形变热处理190

8.3 用数字和字母表示热处理工艺190

第9章 金属材料的物理性能192

9.1 熔点192

9.2 密度192

9.3 线胀系数194

9.4 比热容195

9.5 热导率196

9.6 电阻率196

9.7 平均电阻温度系数197

9.8 常用金属材料的物理性能197

第10章 金属材料的力学性能199

10.1 硬度200

10.1.1 不同硬度试验方法的适用范围200

10.1.2 常见硬度相关术语201

10.1.3 布氏硬度202

10.1.4 洛氏硬度204

10.1.5 维氏硬度207

10.1.6 努氏硬度209

10.1.7 里氏硬度211

10.1.8 肖氏硬度212

10.1.9 各种硬度间的换算关系212

10.1.10 钢铁材料硬度与强度的换算关系213

10.1.11 有色金属材料硬度与强度的换算关系213

10.2 拉伸性能214

10.2.1 拉伸试验215

10.2.2 应力-应变曲线216

10.2.3 材料的屈服216

10.2.4 抗拉强度217

10.2.5 屈强比219

10.2.6 规定塑性延伸强度219

10.2.7 断后伸长率219

10.2.8 泊松比220

10.2.9 拉伸弹性模量220

10.2.10 拉伸试样的宏观断口形态221

10.2.11 拉伸性能符号新旧对照222

10.3 冲击性能223

10.3.1 冲击试样224

10.3.2 冲击吸收能量224

10.3.3 冲击性能符号新旧对照225

10.4 扭转性能225

10.5 压缩性能227

10.5.1 抗压强度的测定228

10.5.2 压缩试样的破坏形式228

10.6 弯曲性能229

10.7 剪切性能230

10.8 疲劳性能231

第11章 金属材料的缺陷和无损检测233

11.1 金属材料的缺陷233

11.2 金属材料的无损检测243

11.2.1 无损检测的特点244

11.2.2 射线检测244

11.2.3 超声波检测245

11.2.4 磁粉检测245

11.2.5 渗透检测246

11.2.6 涡流检测247

第12章 金属材料的理论质量计算方法249

12.1 钢铁材料的理论质量计算方法249

12.2 有色金属材料的理论质量计算方法249

第13章 金属材料的交货状态和储运管理251

13.1 金属材料的交货状态251

13.1.1 钢铁材料的交货状态251

13.1.2 有色金属材料的交货状态252

13.2 金属材料的储运管理252

13.2.1 钢铁材料的储运管理252

13.2.2 有色金属材料的储运管理253

参考文献255