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绪论 1

第一章　金属的力学性能 4

第一节　金属室温强度和塑性 4

一、拉伸曲线 4

二、强度 5

三、塑性 7

第二节　硬度 8

一、布氏硬度 9

二、洛氏硬度 11

三、维氏硬度 12

四、显微硬度 13

五、肖氏硬度 13

六、里氏硬度 14

第三节　冲击韧度 15

一、冲击试验方法及原理 15

二、冲击试验的应用 18

三、多次冲击试验 18

第四节　金属的高温力学性能 19

一、高温短时拉伸办学性能 19

二、金属的蠕变现象及其性能 20

第二章　金属的晶体结构 23

第一节　金属 23

一、金属的特性 23

二、金属原子的结构特点 23

三、金属原子间的结合方式（金属键） 23

第二节　金属晶体结构 25

一、晶体结构的基本知识 25

二、金属中常见的三种晶体结构 26

三、表示晶体结构特征的几何参数 27

四、晶面指数和晶向指数 31

五、晶体的各向异性 35

第三节　金属的实际晶体结构 36

一、点缺陷 36

二、线缺陷 37

三、面缺陷 39

第三章　纯金属的结晶 41

第一节　金属结晶的现象 41

一、纯金属的冷却曲线和过冷现象 41

二、纯金属的结晶过程 42

第二节　金属结晶的结构条件和热力学条件 43

一、金属结晶的结构条件 43

二、金属结晶的热力学条件 44

第三节　晶核的形成 44

一、自发形核 45

二、非自发形核 47

第四节　晶核的长大 50

一、晶体长大的条件 50

二、液-固界面微观结构 51

三、晶体长大机理 51

四、液-固界面前沿液体中的温度梯度 53

五、晶体的长大方式——晶体形貌 54

第五节　金属结晶后的晶粒大小 55

一、晶粒大小对性能的影响 55

二、影响晶粒大小的因素 56

三、细化铸件晶粒的方法 56

第六节　金属铸锭的组织及缺陷 57

一、铸锭的宏观组织 57

二、三晶区的形成 58

三、铸锭缺陷 59

第四章　二元合金的相结构与结晶 62

第一节　合金的固态相结构 62

一、基本概念 62

二、合金的固态相结构 63

第二节　二元合金相图的基本知识 71

一、二元相图的表示方法 72

二、二元合金相图的测定方法 72

三、相律 73

四、平衡相的定量法则——杠杆定律 74

第三节　匀晶相图 75

一、相图分析 75

二、平衡结晶及其组织 75

三、不平衡结晶及枝晶偏析 77

四、成分过冷及晶体长大 79

五、固溶体合金的性能与成分（相图）的关系 81

第四节　共晶相图 83

一、相图分析 83

二、典型合金的平衡结晶及其组织 84

三、初晶和共晶组织的形态 88

四、不平衡结晶及其组织 91

五、密度偏析（比重偏析） 92

六、共晶合金性能与成分（相图）的关系 93

第五节　包晶相图 94

一、相图分析 94

二、典型合金的平衡结晶及其组织 95

三、合金的不平衡结晶及其组织 97

四、包晶转变对细化晶粒的作用 98

第六节　其他类型的二元合金相图 99

一、组元间形成化合物的相图 99

二、偏晶、熔晶和合晶相图 100

三、具有固态相变的二元合金相图 102

第五章　铁碳合金相图 105

第一节　铁碳合金的基本相 105

一、铁素体 105

二、奥氏体 106

三、渗碳体 107

第二节　相图分析 107

一、铁碳合金相图中的特性点 108

二、铁碳合金相图中的特性线 109

三、铁碳合金相图中的相区 110

第三节　典型合金的平衡结晶及其组织 111

一、工业纯铁 111

二、共析钢 112

三、亚共析钢 113

四、过共析钢 114

五、共晶白口铁 115

六、亚共晶白口铁 115

七、过共晶白口铁 116

第四节　含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响 117

一、含碳量对平衡组织的影响 117

二、含碳量对力学性能的影响 118

第五节　铁碳相图的应用 119

一、作为选用钢铁材料的依据 119

二、在铸造生产方面的应用 119

三、在压力加工工艺方面的应用 120

四、在热处理方面的应用 120

第六章　三元合金相图 121

第一节　三元相图的成分表示方法 121

一、成分三角形（等边三角形） 121

二、成分三角形中具有特定意义的线 122

三、等腰三角形（等腰梯形） 123

四、直角三角形 123

第二节　三元系中的直线定律和重心法则 123

一、直线定律 123

二、重心法则 125

第三节　三元匀晶相图 125

一、相图分析 125

二、等温截面 126

三、变温截面 128

第四节　简单三元共晶相图 129

一、相图分析 129

二、等温截面 130

三、变温截面 133

四、投影图和合金结晶过程分析 133

第五节　三元合金相图实例分析 135

一、Fe-C-Cr三元系的等温截面 135

二、Fe-C-Si三元系的变温截面 137

第七章　金属的塑性变形与再结晶 139

第一节　金属的塑性变形 139

一、单晶体的塑性变形 140

二、多晶体的塑性变形 145

三、合金的塑性变形 146

第二节　冷塑性变形对金属组织和性能的影响 148

一、冷塑性变形对金属组织结构的影响 148

二、冷塑性变形对金属性能的影响 150

三、产生残余应力 151

第三节　冷变形金属在加热时的变化 152

一、回复 152

二、再结晶 152

第四节　金属的热塑性变形（热变形加工） 157

一、金属的热变形加工和冷变形加工 157

二、热变形加工对金属组织和性能的影响 158

第八章　钢的热处理 161

第一节　概述 161

一、钢的热处理及其应用 161

二、钢实际加热和冷却时的临界点 161

第二节　钢在加热时的转变 162

一、共析钢的奥氏体化 163

二、影响奥氏体化的因素 164

三 奥氏体晶粒的长大 165

第三节　钢在冷却时的转变 167

一、过冷奥氏体的等温转变 168

二、影响奥氏体等温转变的因素 176

三、过冷奥氏体的连续冷却转变 177

四、马氏体转变 180

第四节　钢的退火与正火 185

一、退火 185

二、正火 187

第五节　钢的淬火 189

一、淬火工艺 189

二、淬火方法 192

三、淬火缺陷及防止方法 194

第六节　钢的回火 195

一、回火的目的 195

二、淬火钢的回火转变 196

三、回火转变产物的组织与性能 197

四、回火的种类及应用 200

五、回火脆性 201

第七节　钢的淬透性 202

一、淬透性的概念 202

二、影响淬透性的因素 203

三、影响淬透层深度的因素 203

四、淬透性的测定与表示方法 204

五、淬透性的实际意义 206

第八节　钢的表面热处理 207

一、表面淬火 207

二、化学热处理 209

第九章　工业用钢 217

第一节　钢的分类 217

一、按化学成分分类 217

二、按钢的冶金质量分类 217

三、按金相组织分类 217

四、按冶炼方法分类 218

五、按用途分类 218

第二节　常存杂质元素对钢性能的影响 218

一、锰的影响 218

二、硅的影响 219

三、硫的影响 219

四、磷的影响 219

五、氮的影响 219

六、氢的影响 220

七、氧的影响 220

第三节　碳钢钢锭（钢坯）的组织及其宏观缺陷 220

一、镇静钢 220

二、沸腾钢 222

三、连铸坯 223

第四节　合金元素在钢中的作用 225

一、合金元素在钢中存在的形式 225

二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 227

三、合金元素对热处理组织转变的影响 228

第五节　结构钢 232

一、工程结构用钢 232

二、机器结构用钢 238

第六节　工具钢 256

一、刃具钢 256

二、模具钢 264

三、量具用钢 267

第七节　特殊性能钢 268

一、不锈耐酸钢 268

二、耐热钢 272

三、耐磨钢 275

第十章　铸铁 277

第一节　铸铁的石墨化 278

一、铁碳双重相图 278

二、石墨化过程 278

三、影响石墨化的因素 279

第二节　普通灰口铸铁 281

一、灰口铸铁的牌号、化学成分、组织和性能 281

二、灰口铸铁的孕育处理 283

三、灰口铸铁的应用 284

四、灰口铸铁的热处理 285

第三节　球墨铸铁 286

一、球墨铸铁的球化处理和孕育处理 286

二、球墨铸铁的牌号、化学成分、组织和性能 287

三、球墨铸铁的用途 287

四、球墨铸铁的热处理 289

第四节　可锻铸铁 291

一、可锻铸铁的生产 291

二、可锻铸铁的牌号、组织、性能及用途 292

第五节　蠕墨铸铁 293

一、蠕墨铸铁的获得 293

二、蠕墨铸铁的化学成分 294

三、蠕墨铸铁的牌号、组织、性能及应用 294

第六节　合金铸铁 295

一、耐磨铸铁 295

二、耐热铸铁 297

三、耐蚀铸铁 298

第十一章　有色金属及其合金 300

第一节　铝及其合金 300

一、纯铝 300

二、铝合金的分类 301

三、铝合金的热处理 301

四、变形铝合金 303

五、铸造铝合金 306

第二节　铜及其合金 309

一、工业纯铜 309

二、铜合金的分类及牌号表示方法 310

三、黄铜 311

四、青铜 315

五、白铜 320

第三节　钛及其合金 321

一、纯钛 321

二、钛合金 322

附录　周期表中部分元素的晶体结构、原子直径及核外电子分布总表 327

参考文献 328