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绪论 1

第一单元 金属材料的性能 6

综合知识模块一 金属的物理性能与化学性能 6

能力知识点1金属的物理性能 6

能力知识点2金属的化学性能 8

综合知识模块二 金属的力学性能 8

能力知识点1强度、刚度及弹性 8

能力知识点2塑性 12

能力知识点3硬度 13

能力知识点4韧性 17

能力知识点5疲劳 19

综合知识模块三 金属的工艺性能 23

能力知识点1铸造性能 23

能力知识点2可锻性 23

能力知识点3焊接性 23

能力知识点4可加工性 24

综合训练 24

第二单元 金属的晶体结构与结晶 26

综合知识模块一 金属的晶体结构 26

能力知识点1晶体与非晶体 26

能力知识点2金属的典型晶体结构 27

能力知识点3金属的实际晶体结构 29

综合知识模块二 纯金属的结晶 31

能力知识点1金属结晶的冷却曲线和过冷现象 31

能力知识点2晶粒大小对金属力学性能的影响 33

能力知识点3细化晶粒的方法 33

能力知识点4铸锭及焊缝的结晶 34

综合知识模块三 金属的同素异构转变 36

能力知识点1同素异构 36

能力知识点2纯铁的同素异构转变 36

综合训练 37

第三单元 二元合金的相结构与结晶 38

综合知识模块一 二元合金的晶体结构 38

能力知识点1合金的基本概念 38

能力知识点2合金的相结构 39

综合知识模块二 二元合金相图 42

能力知识点1二元合金相图的表示方法 42

能力知识点2二元合金相图的测定方法 43

综合知识模块三 二元匀晶相图 44

能力知识点1相图分析 44

能力知识点2杠杆定律 45

能力知识点3合金的结晶过程分析 46

能力知识点4枝晶偏析 47

综合知识模块四 二元共晶相图 47

能力知识点1相图分析 47

能力知识点2合金的结晶过程分析 48

能力知识点3合金的相组分与组织组分 52

能力知识点4比密度偏析 52

综合知识模块五 合金性能与相图间的关系 53

能力知识点1单相固溶体合金 53

能力知识点2两相混合物合金 54

综合训练 55

第四单元 铁碳合金 57

综合知识模块一 铁碳合金的基本相 58

能力知识点1铁素体 58

能力知识点2奥氏体 58

能力知识点3渗碳体 59

综合知识模块二Fe-Fe3 C相图分析 59

能力知识点1 Fe-Fe3 C相图中的点 59

能力知识点2 Fe-Fe3 C相图中的线 60

能力知识点3 Fe-Fe3 C相图中的区 62

综合知识模块三 典型合金的结晶过程及其组织 62

能力知识点1 Fe-Fe3 C相图中铁碳合金的分类 62

能力知识点2典型合金的结晶过程及其组织 63

能力知识点3铁碳合金的成分、组织及性能间的关系 68

能力知识点4铁碳合金相图的应用 70

综合知识模块四 碳素钢 71

能力知识点1钢中的常存杂质元素及其作用 71

能力知识点2碳素钢的分类 73

能力知识点3我国钢铁产品牌号表示方法及原则 73

能力知识点4碳素钢的牌号、性能和用途 74

综合训练 81

第五单元 钢的热处理 83

综合知识模块一 热处理概述 83

能力知识点1热处理的实质、目的和作用 83

能力知识点2热处理的分类 83

综合知识模块二 钢在加热时的转变 84

能力知识点1钢热处理的临界温度 84

能力知识点2钢的奥氏体化过程 85

能力知识点3奥氏体晶粒的长大及控制 86

综合知识模块三 钢在冷却时的转变 87

能力知识点1热处理冷却概述 87

能力知识点2奥氏体等温转变图 88

能力知识点3奥氏体等温转变的产物和性能 89

能力知识点4马氏体转变 92

能力知识点5非共析钢的奥氏体等温转变 95

能力知识点6奥氏体连续冷却转变图 96

综合知识模块四 钢的退火和正火 98

能力知识点1钢的退火 98

能力知识点2钢的正火 99

综合知识模块五 钢的淬火 101

能力知识点1淬火工艺参数 102

能力知识点2淬火方法 104

能力知识点3钢的淬透性 105

综合知识模块六 钢的回火 107

能力知识点1钢的回火及目的 107

能力知识点2淬火钢在回火时的转变 108

能力知识点3回火的种类 110

能力知识点4回火脆性 111

综合知识模块七 表面热处理 112

能力知识点1感应淬火 112

能力知识点2火焰淬火 113

综合知识模块八 化学热处理 114

能力知识点1钢的渗碳 115

能力知识点2渗氮 117

能力知识点3氮碳共渗和碳氮共渗 119

综合知识模块九 热处理质量控制 120

能力知识点1钢在热处理时的加热缺陷 120

能力知识点2淬火回火的工艺缺陷 121

能力知识点3热处理工艺实例 123

综合训练 124

第六单元 金属的塑性变形与再结晶 127

综合知识模块一 金属的塑性变形 127

能力知识点1单晶体的塑性变形 127

能力知识点2多晶体的塑性变形 132

综合知识模块二 冷塑性变形对金属性能和组织的影响 132

能力知识点1冷塑性变形对金属性能的影响 132

能力知识点2冷塑性变形对金属组织和结构的影响 133

能力知识点3残余应力 135

综合知识模块三 冷塑性变形金属在加热时的组织与性能变化 136

能力知识点1回复 136

能力知识点2再结晶 137

能力知识点3再结晶后的晶粒长大 138

综合知识模块四 金属的热变形加工与冷变形加工 139

能力知识点1冷、热变形加工的区别 139

能力知识点2热变形加工对金属组织和性能的影响 140

综合训练 141

第七单元 低合金钢与合金钢 143

综合知识模块一 低合金钢与合金钢概述 143

能力知识点1低合金钢和合金钢的定义 143

能力知识点2低合金钢和合金钢的分类 144

综合知识模块二 合金元素在钢中的作用 144

能力知识点1合金元素与铁、碳的作用 144

能力知识点2合金元素对铁碳相图的影响 146

能力知识点3合金元素对热处理的影响 148

综合知识模块三 低合金钢与合金钢的编号 150

能力知识点1低合金钢的编号 150

能力知识点2合金结构钢的编号 150

能力知识点3合金工具钢与特殊性能钢的编号 151

能力知识点4专用钢的编号 151

综合知识模块四 低合金钢 152

能力知识点1低合金钢及其分类 152

能力知识点2低合金高强度结构钢 153

能力知识点3船体结构钢 155

综合知识模块五 合金结构钢 157

能力知识点1合金渗碳钢 157

能力知识点2合金调质钢 159

能力知识点3合金弹簧钢 162

能力知识点4滚动轴承钢 164

综合知识模块六 合金工具钢 165

能力知识点1低合金刃具钢 166

能力知识点2高速工具钢 167

能力知识点3合金模具钢 172

能力知识点4量具钢 176

综合知识模块七 特殊性能钢 178

能力知识点1不锈钢 178

能力知识点2耐热钢 182

能力知识点3耐磨钢 186

综合训练 187

第八单元 铸铁 190

综合知识模块一 铸铁的石墨化 191

能力知识点1铁碳合金双重相图 191

能力知识点2石墨化过程 192

能力知识点3影响石墨化的因素 193

综合知识模块二 灰铸铁 195

能力知识点1灰铸铁的成分、组织和性能 195

能力知识点2灰铸铁的牌号和用途 197

能力知识点3灰铸铁的孕育处理 198

能力知识点4灰铸铁的热处理 198

综合知识模块三 球墨铸铁 199

能力知识点1球墨铸铁的成分、组织和性能 199

能力知识点2球墨铸铁的牌号和用途 201

能力知识点3球墨铸铁的热处理 202

综合知识模块四 蠕墨铸铁 205

能力知识点1蠕墨铸铁的成分 205

能力知识点2蠕墨铸铁的组织与性能 205

综合知识模块五 可锻铸铁 206

能力知识点1可锻铸铁的化学成分和组织 206

能力知识点2可锻铸铁的牌号、性能及用途 208

综合知识模块六 合金铸铁 209

能力知识点1耐磨铸铁 209

能力知识点2耐热铸铁 210

能力知识点3耐蚀铸铁 211

综合训练 212

第九单元 非铁金属及其合金 214

综合知识模块一 铝及铝合金 214

能力知识点1工业纯铝 214

能力知识点2铝合金的分类及强化 215

能力知识点3常用铝合金 217

综合知识模块二 铜及其合金 220

能力知识点1工业纯铜 220

能力知识点2铜合金 221

综合知识模块三 其他非铁合金 225

能力知识点1钛及钛合金 225

能力知识点2镁及镁合金 228

能力知识点3锌及锌合金 228

能力知识点4粉末冶金 229

综合训练 231

附录A实验指导书 233

实验一 金属的硬度测试 233

实验二 金属的冲击试验 237

实验三 金相显微镜的使用 238

实验四 铁碳合金平衡组织的观察 240

实验五 钢的热处理 242

实验六 钢的非平衡组织观察 245

实验七 合金钢、铸铁及非铁合金显微组织观察 247

附录B 平面布氏硬度值计算表 250

附录C 黑色金属硬度及强度换算表 260

附录D 世界各国常用钢号对照表 263

参考文献 268