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第1章 钢铁材料的合金化原理1

1.1碳钢简介2

1.1.1碳钢中的常存元素及作用2

1.1.2碳钢的分类4

1.1.3碳钢的牌号及用途5

1.2钢中合金元素与铁和碳的相互作用7

1.2.1钢中常用的合金元素及在钢中的存在形式8

1.2.2合金钢中的相10

1.2.3合金元素与铁的相互作用及对Fe-Fe3 C相图的影响15

1.2.4合金元素对固溶体中碳活度、扩散系数及奥氏体层错能的影响20

1.3合金元素对钢的组织转变的影响21

1.3.1合金元素对钢加热时奥氏体形成过程的影响21

1.3.2合金元素对钢的过冷奥氏体分解转变的影响23

1.4合金元素对钢强度、塑性及韧性的影响33

1.4.1合金元素对钢强度的影响33

1.4.2合金元素对钢的塑性、韧性的影响36

1.5合金元素对钢的工艺性能的影响38

1.5.1合金元素对钢的冷态成形的影响38

1.5.2合金元素对钢切削加工性的影响39

1.5.3合金元素对钢焊接性的影响40

1.5.4合金元素对钢的热处理工艺性能的影响40

1.6微量元素在钢中的作用43

1.7合金钢的分类及编号44

本章小结45

重要名词解释46

习题与思考题48

第2章 工程构件用钢49

2.1工程构件用钢的工作条件、性能要求及合金化51

2.1.1工程构件用钢的服役条件与机械性能51

2.1.2工程构件用钢工艺性能和耐腐蚀性的要求51

2.2工程构件用钢的合金化52

2.2.1合金元素对工程构件用钢力学性能的影响52

2.2.2合金元素对工程构件用钢焊接性和耐大气腐蚀性的影响54

2.3典型工程构件用钢55

2.3.1铁素体-珠光体钢57

2.3.2微珠光体低合金高强度钢60

2.3.3针状铁素体钢63

2.3.4低碳贝氏体钢64

2.3.5铁素体-马氏体双相钢65

2.3.6低合金高强度钢的发展趋势66

本章小结67

重要名词解释68

习题与思考题68

第3章 机器零件用钢70

3.1概述71

3.1.1机器零件用钢的特点与合金化71

3.1.2机器零件用钢的强度与脆性73

3.2渗碳钢76

3.2.1齿轮的工作条件及性能要求76

3.2.2渗碳钢的成分特点77

3.2.3典型渗碳钢的种类、牌号、热处理特点及其应用78

3.3调质钢84

3.3.1调质钢的用途、性能要求及组织特点84

3.3.2调质钢的成分特点85

3.3.3典型调质钢的种类、牌号、热处理特点及其应用85

3.3.4调质零件用钢的发展动向91

3.4弹簧钢92

3.4.1弹簧钢的用途及性能要求93

3.4.2弹簧钢的成分特点93

3.4.3典型弹簧钢的种类、牌号、热处理特点及其应用94

3.5轴承钢97

3.5.1轴承钢的服役条件及性能要求97

3.5.2轴承钢的成分特点97

3.5.3典型轴承钢的种类、牌号、热处理特点及其应用98

3.6马氏体型结构钢104

3.6.1低碳马氏体型结构钢104

3.6.2低合金中碳马氏体型超高强度结构钢109

3.6.3马氏体时效钢111

3.7特殊用途结构钢114

3.7.1高锰钢114

3.7.2易切削钢115

3.7.3钢轨钢117

本章小结117

重要名词解释118

习题与思考题119

第4章 工模具用钢120

4.1刃具用钢122

4.1.1刃具钢的性能要求及成分特点122

4.1.2碳素刃具钢及低合金刃具钢123

4.1.3高速工具钢127

4.2模具用钢135

4.2.1模具用钢的性能要求及成分特点136

4.2.2冷作模具钢137

4.2.3热作模具钢141

4.3其他类型工具用钢143

4.3.1量具用钢143

4.3.2冷轧辊用钢145

4.3.3塑料模具用钢146

本章小结147

重要名词解释148

习题与思考题148

第5章 不锈钢150

5.1概述151

5.1.1不锈钢的工作条件及其对性能的要求151

5.1.2金属腐蚀的分类152

5.1.3金属腐蚀的原理152

5.1.4金属腐蚀的类型154

5.1.5不锈钢的分类155

5.2合金元素对不锈钢组织和性能的影响156

5.2.1提高钢的耐蚀性的途径156

5.2.2合金元素对铁的极化和电极电位的影响156

5.2.3合金元素对不锈钢耐蚀性和基体组织的影响158

5.2.4合金成分、组织对不锈钢机械性能的影响161

5.2.5腐蚀介质对钢耐蚀性的影响162

5.3铁素体不锈钢163

5.3.1铁素体不锈钢的钢种和成分163

5.3.2铁素体不锈钢的组织163

5.3.3铁素体不锈钢的脆性165

5.3.4铁素体不锈钢的热处理166

5.4马氏体不锈钢168

5.4.1马氏体不锈钢的钢种和成分168

5.4.2马氏体不锈钢的平衡组织170

5.4.3马氏体不锈钢的热处理170

5.5奥氏体不锈钢175

5.5.1奥氏体不锈钢的成分及典型钢种175

5.5.2奥氏体不锈钢的组织177

5.5.3奥氏体不锈钢的晶间腐蚀177

5.5.4奥氏体不锈钢的热处理178

5.5.5铬锰氮奥氏体不锈钢183

5.6双相不锈钢185

5.6.1奥氏体-铁素体双相不锈钢185

5.6.2奥氏体-马氏体双相不锈钢185

本章小结193

重要名词解释194

习题与思考题195

第6章 耐热钢及耐热合金197

6.1概论198

6.1.1耐热钢的工作条件和性能要求198

6.1.2钢的抗氧化性200

6.1.3钢的热强性201

6.1.4耐热钢及耐热合金的类型204

6.1.5耐热钢的合金化205

6.2抗氧化钢205

6.2.1铁素体型抗氧化钢206

6.2.2奥氏体型抗氧化钢208

6.3热强钢211

6.3.1珠光体型热强钢212

6.3.2马氏体型热强钢214

6.3.3奥氏体型热强钢及合金214

6.4镍基高温合金224

本章小结227

重要名词解释228

习题与思考题228

第7章 铸铁230

7.1铸铁的石墨化及影响因素231

7.1.1铸铁的石墨化231

7.1.2影响铸铁组织的因素233

7.1.3铸铁的分类及各类铸铁的特征234

7.2控制石墨形态即提方铸的途径235

7.2.1灰口铸铁中石墨的生长方式236

7.2.2球状石墨的形成236

7.2.3蠕虫状石墨的形成237

7.3灰铸铁238

7.3.1灰铸铁的成分及组织特点238

7.3.2灰铸铁的热处理及性能238

7.4球墨铸铁241

7.4.1球磨铸铁的成分及组织特点241

7.4.2球磨铸铁的热处理及性能242

7.5蠕墨铸铁244

7.5.1蠕墨铸铁的成分及组织特点244

7.5.2蠕墨铸铁的热处理及性能245

7.6可锻铸铁245

7.7特殊性能铸铁247

7.7.1耐热铸铁248

7.7.2耐磨铸铁248

7.7.3耐蚀铸铁249

本章小结250

重要名词解释250

习题与思考题251

第8章 铝及铝合金253

8.1纯铝及其合金化254

8.1.1纯铝的特性254

8.1.2铝中的杂质255

8.1.3纯铝的牌号及用途257

8.1.4铝的合金化258

8.1.5铝合金的牌号及状态表示法260

8.2铸造铝合金262

8.2.1 A1-Si系铸造合金262

8.2.2 A1-Cu系铸造合金264

8.2.3 A1-Mg系铸造合金265

8.2.4 A1-Zn系铸造合金265

8.3变形铝合金266

8.3.1 A1-Mn系变形铝合金（3× ××系）266

8.3.2 A1-Mg系变形铝合金（5× ××系）267

8.3.3 A1-Si系变形铝合金（4×××系）269

8.4铝基复合材料269

8.4.1基体270

8.4.2增强体270

8.4.3主要制备方法271

本章小结272

重要名词解释273

习题与思考题274

第9章 铜及铜合金275

9.1铜的特性、微量元素的影响及铜的合金化规律276

9.1.1工业纯铜的性质276

9.1.2微量元素及其对铜性能的影响279

9.1.3铜的合金化原则280

9.2变形铜合金281

9.2.1紫铜281

9.2.2黄铜283

9.2.3青铜289

9.2.4白铜293

9.3铸造铜合金295

本章小结298

重要名词解释299

习题与思考题299

第10章 镁及镁合金300

10.1镁的特性及其合金化规律301

10.1.1金属镁的基本性质301

10.1.2镁的合金化规律302

10.1.3镁合金牌号303

10.2铸造镁合金304

10.2.1铸造镁合金概述304

10.2.2铸造镁合金的特性304

10.2.3 Mg-Al系铸造镁合金306

10.2.4 Mg-Zn系铸造镁合金308

10.2.5 Mg-Re系铸造镁合金309

10.2.6铸造镁合金的热处理312

10.3变形镁合金313

10.3.1变形镁合金基本性质313

10.3.2变形镁合金的合金化314

10.3.3典型变形镁合金及其性能317

10.4镁基复合材料及镁合金的发展趋势319

10.4.1镁基复合材料319

10.4.2镁合金的发展趋势320

本章小结321

重要名词解释322

习题与思考题323

第11章 钛及钛合金324

11.1钛合金概述325

11.1.1钛的基本性质326

11.1.2钛合金的分类及主要特点328

11.2钛的合金化332

11.2.1钛合金中合金元素的作用332

11.2.2钛合金的合金化原则333

11.3钛合金的相变、热处理及力学性能334

11.3.1钛合金的固态相变334

11.3.2 TC4钛合金的显微组织及力学性能334

11.3.3钛合金的常用热处理工艺336

11.4钛及钛合金的发展与应用339

本章小结341

重要名词解释341

习题与思考题342

参考文献343