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1 金属的性能 1

1.1 金属的力学性能 1

1.1.1 强度 2

1.1.2 塑性 5

1.1.3 硬度 6

1.1.4 冲击韧性 10

1.1.5 疲劳强度 13

1.2 金属的理化性能 14

1.2.1 金属的物理性能 14

1.2.2 金属的化学性能 16

1.3 金属的工艺性能 17

1.3.1 铸造性能 17

1.3.2 加工性能 17

1.3.3 焊接性能 17

1.3.4 切削加工性能 17

复习思考题 18

2 金属与合金的晶体结构 19

2.1 金属键 19

2.1.1 固态金属特性 19

2.1.2 金属的原子结构 19

2.1.3 金属键 19

2.2 金属的晶体结构 20

2.2.1 晶体与非晶体 20

2.2.2 晶体结构的概念 21

2.2.3 金属中常见的晶格 22

2.3 晶体结构的致密度及晶面、晶向表示法 23

2.3.1 晶体中原子排列的密度 23

2.3.2 晶面与晶向及其表示法 25

2.3.3 晶面及晶向的原子密度 27

2.3.4 晶体的各向异性 27

2.4 纯金属的实际结构 27

2.4.1 单晶体 27

2.4.2 多晶体 27

2.5 实际金属晶体结构缺陷 28

2.5.1 点缺陷 28

2.5.2 线缺陷 29

2.5.3 面缺陷 31

复习思考题 31

3 纯金属的结晶和铸锭组织 32

3.1 纯金属的结晶 32

3.1.1 金属结晶的概念 32

3.1.2 纯金属的结晶过程 34

3.1.3 晶粒大小对力学性能的影响 35

3.2 金属的同素异构转变 37

3.2.1 同素异构转变概念 37

3.2.2 同素异构转变与液态金属结晶的比较 38

3.3 铸锭组织及其缺陷 39

3.3.1 铸锭的典型结构 39

3.3.2 铸锭的缺陷 41

复习思考题 44

4 合金相和二元合金相图 45

4.1 合金相组织基本知识 45

4.1.1 基本概念 45

4.1.2 合金相分类 47

4.2 二元合金相图的基本知识 53

4.2.1 二元合金相图的表示方法 54

4.2.2 二元合金相图的测绘 54

4.2.3 铅锡二元合金相图的分析 56

4.3 匀晶相图 56

4.3.1 相图分析 56

4.3.2 固溶体的平衡结晶过程 57

4.3.3 杠杆定律（相的成分和相的相对量求解方法概述） 57

4.3.4 匀晶系合金的不平衡结晶 58

4.4 共晶相图 59

4.4.1 相图分析 60

4.4.2 典型合金的平衡结晶过程及组织 60

4.4.3 共晶系合金的不平衡结晶 63

4.5 包晶相图 65

4.5.1 相图分析 65

4.5.2 典型合金的平衡结晶过程及其组织 65

4.5.3 包晶系合金的不平衡结晶 67

4.5.4 包晶转变的应用 68

4.5.5 包晶转变与共晶转变的比较 68

4.6 其他类型的二元合金相图 69

4.6.1 形成化合物的二元相图 69

4.6.2 具有固态转变的二元合金相图 70

4.7 相图的规律和使用 73

4.7.1 相图分析步骤 73

4.7.2 二元合金相图遵循的规律（点、线、面） 74

4.7.3 根据相图分析合金热处理的可能性 75

4.7.4 应用相图时要注意的问题 76

4.8 合金性能与相图之间的关系 76

4.8.1 合金的力学性能和物理性能随成分变化的规律 77

4.8.2 合金的铸造性能随成分变化的规律 77

4.8.3 合金的压力加工性能随成分变化的规律 78

4.9 铁碳合金相图 78

4.9.1 纯铁、铁碳合金的组织结构及其性能 79

4.9.2 铁碳合金的组织结构及其性能 79

4.9.3 铁碳合金相图 82

4.9.4 碳钢的分类、编号和用途 85

4.9.5 合金钢 85

4.9.6 铸铁 86

复习思考题 86

5 金属的塑性变形和再结晶 88

5.1 金属的塑性变形 88

5.1.1 单晶体的弹性变形 88

5.1.2 单晶体的塑性变形 89

5.2 多晶体的塑性变形 94

5.2.1 晶界的影响 94

5.2.2 晶粒间位向差别的影响 94

5.2.3 晶粒大小的影响 95

5.3 合金的塑性变形 95

5.3.1 固溶体合金的塑性变形特点 95

5.3.2 多相合金的塑性变形特点 96

5.4 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 97

5.4.1 对性能的影响 97

5.4.2 对组织结构的影响 98

5.4.3 产生内应力 100

5.5 冷变形金属在加热时组织和性能的变化 101

5.5.1 再结晶的三个阶段 101

5.5.2 影响再结晶后晶粒大小的因素 104

5.5.3 金属中的再结晶织构和退火孪晶 105

5.6 金属的热塑性加工 105

5.6.1 金属的热加工与冷加工 105

5.6.2 热加工对组织和性能的影响 107

5.6.3 带状组织 108

复习思考题 108

6 热处理 110

6.1 钢的热处理概述 110

6.1.1 钢在加热时的转变 110

6.1.2 钢的普通热处理分类 112

6.1.3 影响钢热处理工件质量的因素 115

6.2 有色金属合金的热处理 116

6.2.1 热处理的分类和基本原理 116

6.2.2 均匀化退火 117

6.2.3 有色金属的回复和再结晶退火 121

6.2.4 固溶处理（淬火）及时效 128

6.3 形变热处理 139

6.3.1 低温形变热处理 139

6.3.2 高温形变热处理 142

6.4 热处理新工艺简介 143

6.4.1 激光热处理 143

6.4.2 真空热处理 144

6.4.3 化学热处理 144

6.4.4 保护气氛热处理 144

6.4.5 复合热处理 144

6.5 热处理缺陷产生的原因和控制措施（有色金属） 144

6.5.1 力学性能不合格 145

6.5.2 表面氧化 145

6.5.3 过烧或晶粒粗大 145

6.5.4 组织、性能不均 145

6.5.5 黄铜脱锌 145

6.5.6 氧化与脱碳 145

6.5.7 淬火裂纹或开裂 146

6.5.8 粘连 146

6.5.9 产品表面发黑 146

复习思考题 146

7 铝镁及其合金 147

7.1 纯铝 147

7.1.1 铝的性质 147

7.1.2 铝的分类及牌号 148

7.1.3 铝合金的分类 150

7.2 变形铝合金 152

7.2.1 防锈铝合金 153

7.2.2 硬铝合金 154

7.2.3 超硬铝合金 154

7.2.4 锻铝合金 155

7.2.5 变形铝合金的热处理 155

7.3 铸造铝合金 156

7.3.1 铸造铝合金的成分、性能及用途 156

7.3.2 铸造铝硅合金的变质处理 159

7.3.3 铸造铝合金的热处理 159

7.4 镁及其合金 161

7.4.1 纯镁概述 161

7.4.2 镁合金的合金化 162

复习思考题 165

8 铜、镍及其合金 166

8.1 工业纯铜 166

8.1.1 紫铜的性质 166

8.1.2 合金元素与杂质对纯铜的影响 168

8.1.3 无氧铜 170

8.2 铜合金 170

8.2.1 黄铜 171

8.2.2 青铜 179

8.2.3 白铜 189

8.3 滑动轴承合金 193

8.3.1 锡基轴承合金（锡基巴氏合金） 194

8.3.2 铅基轴承合金（铅基巴氏合金） 195

8.3.3 铅基轴承合金——铅青铜 196

8.3.4 铝基轴承合金（铝基巴氏合金） 197

8.4 镍及其合金 198

8.4.1 纯镍 198

8.4.2 镍合金 198

复习思考题 200

附录 元素周期表中部分元素的晶体结构、原子直径及核外电子分布 201

参考文献 202