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绪论1

第一章 金属的力学性能3

1-1 强度指标3

一、弹性极限3

二、屈服点4

三、抗拉强度4

四、疲劳强度4

1-2 刚度指标6

1-3 塑性指标7

一、伸长率7

二、断面收缩率7

1-4 韧性指标8

一、冲击韧度8

二、断裂韧度9

1-5 硬度指标10

一、布氏硬度10

二、洛氏硬度12

三、维氏硬度13

四、肖氏硬度13

思考题和习题14

第二章 金属的结构和结晶16

2-1 金属的晶体结构16

一、金属键16

二、金属晶体结构的基本概念18

三、常见金属的晶格类型19

四、配位数和致密度20

五、晶面指数和晶向指数20

2-2 实际金属的结构21

2-3 纯金属的结晶过程24

一、金属结晶的基本规律24

二、晶核的形成与长大25

三、影响生核和长大的因素及控制晶粒尺寸的方法26

2-4 金属铸锭的组织27

一、铸锭的组织27

二、定向结晶和单晶28

思考题和习题28

第三章 金属的塑性变形与再结晶30

3-1 金属的塑性变形30

一、金属的变形与断裂30

二、单晶体的塑性变形30

三、多晶体的塑性变形33

3-2 塑性变形对金属组织和性能的影响35

一、晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性35

二、位错密度的增加，亚结构的形成和加工硬化35

三、形变织构的产生36

四、内应力的产生37

3-3 回复与再结晶37

一、变形金属在加热时组织和性能的变化37

二、再结晶温度和影响再结晶晶粒大小的因素39

3-4 金属的热加工41

一、冷加工与热加工的区别41

二、热加工对材料组织和性能的影响41

思考题和习题41

第四章 合金的结构和结晶45

4-1 合金中的相结构45

一、合金和相的概念45

二、合金中的相结构类型46

三、合金的组织48

4-2 二元合金相图48

一、二元相图的建立49

二、基本相图49

4-3 相图与合金性能的关系57

一、力学性能与相图的关系57

二、合金铸造性能与相图的关系57

思考题和习题59

第五章 铁碳相图和碳钢60

5-1 纯铁、铁碳合金的相结构及其性能60

一、纯铁的同素异构转变60

二、铁碳合金中的相结构及其性能60

5-2 Fe-Fe3C相图分析61

一、Fe-Fe3C相图上点与线的分析61

二、碳钢的组织转变过程63

三、白口铁的结晶过程65

四、Fe-Fe3C相图的应用66

5-3 碳钢67

一、含碳量对钢组织和力学性能的影响67

二、钢中常存杂质的影响68

三、碳钢的分类68

四、碳钢的编号与用途69

思考题和习题72

第六章 钢的热处理74

6-1 概述74

6-2 钢的热处理原理74

一、钢在加热时的组织转变74

二、钢在冷却时的组织转变77

6-3 钢的热处理工艺85

一、钢的退火和正火85

二、钢的淬火和回火88

三、时效98

四、表面热处理98

6-4 热处理的主要缺陷及其防止办法107

一、过烧和过热107

二、氧化和脱碳107

三、变形与开裂108

6-5 热处理新工艺简介108

一、保护气氛热处理108

二、真空热处理109

三、形变热处理109

四、强韧化处理110

五、强化表面的热处理111

六、流动化热处理112

七、循环热处理112

思考题和习题112

第七章 合金钢115

7-1 概述115

7-2 钢的合金化116

一、合金元素对钢中基本相的影响116

二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响116

三、合金元素对钢热处理的影响117

7-3 合金结构钢120

一、普通低合金结构钢120

二、渗碳钢126

三、调质钢127

四、弹簧钢128

五、滚动轴承钢131

六、易切削钢133

七、超高强度钢133

7-4 工具钢136

一、工具钢的分类与编号136

二、刃具钢137

三、模具钢144

四、量具钢148

五、硬质合金149

7-5 具有特殊性能的合金钢150

一、不锈钢150

二、耐热钢与高温合金158

三、耐磨钢168

思考题和习题169

第八章 铸铁170

8-1 概述170

8-2 铸铁的石墨化170

8-3 铸铁的分类171

一、按碳存在的形式171

二、按石墨的形态171

三、按化学成分171

8-4 普通铸铁172

一、普通灰铸铁172

二、高强度灰铸铁175

8-5 合金铸铁181

一、耐热铸铁181

二、耐磨铸铁182

三、耐蚀铸铁183

思考题和习题183

第九章 有色金属184

9-1 铝及铝合金184

一、工业纯铝184

二、铝合金的分类及热处理184

三、变形铝合金187

四、铸造铝合金189

9-2 铜合金及滑动轴承合金193

一、铜合金193

二、滑动轴承合金198

三、粉末冶金材料201

9-3 钛及钛合金202

一、纯钛202

二、钛合金的类型及热处理202

三、常用钛合金203

思考题和习题206

第十章 非金属材料207

10-1 高分子合成材料207

一、高分子化合物的基本概念207

二、常用高分子合成材料210

10-2 陶瓷材料218

一、陶瓷的分类218

二、陶瓷的组织结构218

三、陶瓷的性能219

四、机械工业常用陶瓷材料219

10-3 复合材料220

一、复合材料的分类220

二、复合材料的性能特点220

三、复合材料的制造方法221

四、常用复合材料的品种和用途222

思考题和习题223

第十一章 机械零件选材及热处理工艺的应用224

11-1 机械零件的失效形式224

一、过量变形224

二、断裂225

三、表面损伤225

11-2 选材的基本原则226

一、材料的最终性能应满足零件的技术要求226

二、材料的工艺性能良好227

三、充分考虑经济性232

11-3 热处理工艺性能与零件设计的关系233

一、零件结构和夹具的设计233

二、预防淬火缺陷的其它办法234

11-4 热处理方案的选择和其技术条件的标注235

一、热处理方案的选择235

二、技术条件的标注236

11-5 工艺路线的合理安排237

一、退火和正火237

二、调质处理237

三、淬火和回火238

11-6 典型零件选材与工艺分析238

一、齿轮类零件238

二、轴类零件239

三、箱体类零件241

思考题和习题241

附录242

附录一 金属材料及热处理实验指导书242

附录二 国外钢的牌号编法简介及国内外常用钢牌号对照表249

附录三 黑色金属硬度和强度换算表（GB1172-74）256

参考文献259