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1 金属材料的性能 1

1．1金属材料的力学性能 1

1．1．1强度 1

1．1．2塑性 3

1．1．3硬度 3

1．1．4韧性 5

1．1．5刚度 6

1．2金属材料的物理性能和化学性能 7

1．2．1金属材料的物理性能 7

1．2．2金属材料的化学性能 8

1．3金属材料的工艺性能 8

思考题 9

2 金属的晶体结构 11

2．1金属的晶体结构 11

2．1．1晶体结构的基本知识 11

2．1．2常见金属的晶体结构 11

2．1．3晶面指数和晶向指数 14

2．2实际金属的晶体结构 16

2．2．1纯金属的显微组织 16

2．2．2单晶体和多晶体 16

2．3实际金属的晶体缺陷 17

2．3．1点缺陷 17

2．3．2线缺陷 19

2．3．3面缺陷 21

思考题 24

3 金属的结晶 25

3．1金属结晶的现象 25

3．1．1结晶过程的宏观现象 25

3．1．2金属结晶的微观过程 26

3．2金属结晶的条件 27

3．2．1金属结晶的热力学条件 27

3．2．2金属结晶的结构条件 27

3．3金属结晶的过程 29

3．3．1结晶过程 29

3．3．2结晶过程的实质 29

3．3．3晶核的形成与长大方式 30

3．3．4金属铸态晶粒大小及其控制 31

3．4金属铸锭的组织与缺陷 32

3．4．1铸锭三晶区的形成 32

3．4．2铸锭组织的控制 34

3．4．3铸锭缺陷 36

思考题 38

4 合金的相结构和相图 39

4．1合金的相结构 39

4．1．1合金和相的基本概念 39

4．1．2合金的相结构 39

4．1．3合金的组织 40

4．2二元合金相图的建立 41

4．2．1二元合金状态图的建立 41

4．2．2合金的结晶 42

4．3几种典型二元合金相图 43

4．3．1匀晶相图 43

4．3．2共晶相图 45

4．3．3包晶相图 48

4．3．4具有稳定化合物的二元相图 49

4．4相图与合金性能的关系 49

4．4．1力学性能与相图的关系 49

4．4．2合金铸造性能与相图的关系 50

思考题 51

5 三元合金相图 53

5．1三元合金相图的表示方法 53

5．1．1成分三角形 53

5．1．2在成分三角形中具有特定意义的直线 54

5．2三元系平衡相的定量法则 54

5．2．1直线法则和杠杆定律 55

5．2．2重心法则 56

5．3三元匀晶相图 57

5．3．1相图分析 57

5．3．2三元固溶体合金的结晶过程 57

5．3．3等温截面 58

5．3．4变温截面 59

5．3．5投影图 60

5．4三元共晶相图 61

5．4．1相图分析 61

5．4．2等温截面 62

5．4．3变温截面 63

5．4．4投影图 65

5．5三元合金相图应用举例 67

5．5．1 Fe-C-Si三元系变温截面 67

5．5．2 Fe-C-Mn三元系等温截面 68

思考题 69

6 铁碳合金 70

6．1金属的同素异构转变 70

6．2铁碳合金状态图 71

6．2．1铁碳合金的基本相 71

6．2．2铁碳合金状态图的分析 72

6．2．3铁碳合金的分类 74

6．3典型铁碳合金的结晶过程 74

6．3．1共析钢 74

6．3．2亚共析钢 75

6．3．3过共析钢 76

6．3．4共晶白口铸铁 77

6．3．5亚共晶白口铸铁 78

6．3．6过共晶白口铸铁 79

6．4碳对铁碳合金组织和性能的影响 80

6．4．1碳对铁碳合金组织的影响 80

6．4．2碳对铁碳合金性能的影响 80

6．4．3铁碳合金状态图的应用 81

6．5碳素钢 82

6．5．1常见杂质对钢性能的影响 82

6．5．2碳素钢的分类 83

6．5．3碳素钢的牌号、性能及用途 84

思考题 89

7 金属的塑性变形与再结晶 90

7．1金属的塑性变形 90

7．1．1金属的变形与断裂 90

7．1．2单晶体的塑性变形 90

7．1．3多晶体的塑性变形 91

7．1．4合金的塑性变形 92

7．2冷塑性变形对金属组织和性能的影响 93

7．2．1金属组织的变化 93

7．2．2金属性能的变化 94

7．2．3冷塑性变形产生残余应力 96

7．3冷塑性变形金属在加热时组织和性能的变化 97

7．3．1冷变形金属在加热时组织和性能的变化 97

7．3．2再结晶温度 98

7．3．3再结晶晶粒的大小 99

7．4热加工变形对组织与性能的影响 101

7．4．1热加工的变形特点 101

7．4．2金属组织性能的变化 102

思考题 103

8 钢的热处理 105

8．1钢的热处理原理 105

8．1．1钢在加热时的组织转变 105

8．1．2钢在冷却时的组织转变 108

8．2钢的退火与正火 116

8．2．1钢的退火目的 116

8．2．2退火工艺 117

8．2．3钢的正火 121

8．3钢的淬火与回火 121

8．3．1淬火的目的 122

8．3．2钢的淬透性和淬硬性 122

8．3．3淬火工艺 123

8．3．4淬火缺陷及防止措施 127

8．4钢的回火 131

8．4．1回火的目的 131

8．4．2淬火在回火时的组织转变 131

8．4．3回火时力学性能的变化 132

8．4．4回火种类及应用 133

8．5钢的表面热处理 134

8．5．1表面淬火 134

8．5．2钢的化学热处理 135

8．6控制轧制、控制冷却技术 137

8．6．1概述 137

8．6．2控制轧制的种类 138

8．6．3轧制工艺参数的控制 139

思考题 143

9 合金钢 145

9．1合金钢的分类及编号 145

9．1．1合金钢的分类 145

9．1．2合金钢的编号 145

9．2合金元素在钢中的作用 146

9．2．1合金元素对钢中基本相的影响 146

9．2．2合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 147

9．2．3合金元素对钢热处理的影响 148

9．3合金结构钢 150

9．3．1低合金高强度结构钢 150

9．3．2合金渗碳钢 151

9．3．3合金调质钢 152

9．3．4合金弹簧钢 154

9．3．5滚动轴承钢 155

9．4合金工具钢 157

9．4．1刃具钢 157

9．4．2量具钢 160

9．4．3模具钢 161

9．5特殊性能钢 162

9．5．1不锈耐酸钢 162

9．5．2耐热钢 162

9．5．3耐磨钢 163

9．5．4电工硅钢 163

思考题 163

10 铸铁 165

10．1概述 165

10．1．1铸铁的石墨化及影响因素 165

10．1．2铸铁的组织与性能 166

10．2铸铁的分类 166

10．2．1按碳存在的形式分类 166

10．2．2按石墨的形态分类 166

10．2．3按化学成分分类 166

10．3普通灰铸铁 167

10．3．1灰铸铁的化学成分、组织、性能及用途 167

10．3．2灰铸铁的孕育处理及孕育铸铁 169

10．3．3灰铸铁的热处理 169

10．4球墨铸铁 171

10．4．1球墨铸铁的化学成分 171

10．4．2球墨铸铁的组织和性能 171

10．4．3球墨铸铁的牌号和用途 171

10．4．4球墨铸铁的热处理 172

10．5可锻铸铁及蠕墨铸铁 173

10．5．1可锻铸铁 173

10．5．2蠕墨铸铁 174

10．6合金铸铁 176

10．6．1耐热铸铁 177

10．6．2耐磨铸铁 177

10．6．3耐蚀铸铁 177

思考题 178

参考文献 179