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第一章 金属的结构与结晶 1

第一节 金属的晶体结构 1

一、晶体的概念 1

二、三种常见的金属晶格 2

三、三种典型晶格的致密度及晶面和晶向分析 3

四、晶体的各向异性 6

第二节 金属的实际结构和晶体缺陷 6

一、多晶体结构 6

二、晶格缺陷 7

第三节 金属的结晶与铸锭 8

一、结晶的概念 9

二、结晶时晶核的形成和成长过程 10

三、影响晶核形成和成长速率的因素 11

四、金属铸锭的组织 12

第二章 金属的塑性变形与再结晶 14

第一节 金属的塑性变形 14

一、金属的变形和断裂 14

二、金属单晶体的塑性变形 15

三、多晶体金属的塑性变形 17

第二节 塑性变形对组织和性能的影响 19

一、晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性 19

二、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化 19

三、织构现象的产生 21

四、残余内应力 21

第三节 回复与再结晶 22

一、变形金属在加热时的组织和性能的变化 22

二、金属的再结晶温度 24

三、再结晶退火后的晶粒度 25

第四节 金属的热加工 27

一、热加工与冷加工的区别 27

二、热加工对金属组织和性能的影响 27

第三章 合金的结构与相图 29

第一节 固态合金中的相结构 29

一、固溶体 30

二、金属间化合物 35

第二节 二元合金相图的建立 40

一、相图的意义及几个名词的涵义 40

二、二元合金相图的建立 40

第三节 匀晶相图 42

一、相图分析 42

二、合金的结晶过程 42

三、二元相图的杠杆定律 43

四、固溶体合金中的偏析 44

第四节 二元共晶相图 45

一、相图分析 45

二、合金的结晶过程 46

第五节 二元包晶相图 49

第六节 形成稳定化合物的二元合金相图 50

第七节 具有共析反应的二元合金相图 51

第八节 合金的性能与相图之间的关系 52

一、合金形成单相固溶体 52

二、合金形成两相混合物 53

三、合金形成化合物 55

第四章 铁碳合金 56

第一节 纯铁、铁碳合金的组织结构及其性能 56

第二节 铁碳合金相图分析 59

一、概述 59

二、钢和白口铸铁结晶过程分析 61

三、组织组成物计算 65

四、含碳量与铁碳合金力学性能的关系 65

五、Fe-Fe3C相图的应用 66

第三节 碳钢 67

一、钢中常存杂质元素的影响 68

二、碳钢的分类、编号和用途 68

第五章 钢的热处理 75

第一节 钢在加热时的转变 76

一、奥氏体的形成 76

二、奥氏体晶粒的长大及其影响因素 77

第二节 过冷奥氏体转变产物的组织形态与性能 78

一、珠光体类型组织形态与性能 79

二、马氏体类型组织形态与性能 79

三、贝氏体类型组织形态与性能 81

第三节 过冷奥氏体转变曲线图 83

一、过冷奥氏体等温转变曲线图 83

二、过冷奥氏体连续转变曲线图 88

第四节 钢的退火和正火 89

一、退火和正火的目的 89

二、退火和正火的操作及应用 90

第五节 钢的淬火 91

一、淬火的目的 91

二、淬火温度的选择 92

三、淬火冷却介质 92

四、常用的淬火方法 96

第六节 钢的淬透性 98

一、概述 98

二、淬透性对钢力学性能的影响 100

三、影响淬透性的因素 101

四、淬透性的测定及表示方法 102

五、淬透性与淬硬层深度的关系 103

六、钢的淬透性的取舍与拟定 103

七、淬透性曲线应用举例 104

第七节 钢的回火 105

一、回火的目的 105

二、淬火钢在回火时的转变 106

三、回火的种类及应用 108

第八节 钢的表面淬火 109

一、概述 109

二、感应加热表面淬火 109

三、火焰加热表面淬火 114

第九节 钢的化学热处理 114

一、概述 114

二、钢的渗碳 115

三、钢的氮化（气体氮化） 118

四、钢的碳氮共渗 120

第六章 合金钢 122

第一节 概论 122

一、合金元素对钢中基本相的影响 122

二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 124

三、合金元素对钢在加热和冷却时转变的影响 126

四、合金元素对回火转变的影响 128

五、合金钢的分类 129

第二节 合金结构钢 130

一、合金结构钢的分类及编号 130

二、低合金钢 130

三、易切削 135

四、渗碳钢 136

五、调质钢 140

六、弹簧钢 146

七、滚动轴承钢 150

第三节 合金工具钢 153

一、工具钢的分类及编号 153

二、刃具钢 154

三、模具钢 166

四、量具钢 175

第四节 特殊性能钢 177

一、不锈钢 177

二、耐热钢 187

三、耐磨钢 194

第五节 粉末冶金与硬质合金简介 194

一、粉末冶金工艺简介 195

二、粉末冶金的应用 195

三、硬质合金简介 196

第七章 铸铁 200

第一节 概论 200

一、铸铁的成分、组织和性能特点 200

二、铸铁中的石墨化过程 200

三、铸铁的分类 201

四、铸铁的牌号 202

第二节 灰铸铁 203

一、灰铸铁的成分、组织、性能和用途 203

二、灰铸铁的变质处理——变质铸铁 207

三、灰铸铁的热处理 207

第三节 可锻铸铁 208

第四节 球墨铸铁 211

一、球墨铸铁的成分、组织、性能和用途 211

二、球墨铸铁的热处理 213

第五节 特殊性能铸铁 216

一、耐磨铸铁 216

二、耐热铸铁 219

三、耐蚀铸铁 221

第八章 有色金属及其合金 223

第一节 铝及其合金 223

一、工业纯铝 223

二、铝合金概述 225

三、铸造铝合金 228

四、形变铝合金 237

第二节 铜及其合金 239

一、工业纯铜（紫铜） 239

二、铜的合金化 240

三、黄铜 241

四、青铜 249

第三节 轴承合金 259

一、锡基轴承合金 261

二、铅基轴承合金 262

三、铜基轴承合金——铅青铜 262

四、铝基轴承合金 262

第九章 机械零件选材及工艺路线分析 264

第一节 选材的一般原则 264

一、材料的力学性能 264

二、材料的工艺性能 265

三、材料的经济性 266

第二节 热处理技术条件的标注 266

一、整体热处理时的标注图例 267

二、局部热处理时的标注图例 268

第三节 冷加工方面减小变形、防止开裂的措施 269

一、改进淬火零件结构形状的设计 269

二、合理安排工艺路线 272

三、修改技术条件 273

四、按变形规律调整加工尺寸 273

五、预留加工余量 274

六、更换材料 276

七、减小表面粗糙度 276

第四节 热处理与切削加工性的关系 277

第五节 典型零件选材及工艺分析 279

一、齿轮类 279

二、轴类 281