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第一章 金属材料的力学性能1

第一节 强度与塑性1

【学习目标】1

【基础知识】1

一、强度1

二、塑性5

【应用实例】7

第二节 硬度8

【学习目标】8

【基本知识】8

一、布氏硬度8

二、洛氏硬度10

三、维氏硬度12

【应用实例】13

第三节 冲击韧性14

【学习目标】14

【基础知识】14

一、夏比摆锤冲击试验原理14

三、摆锤冲击前后的位能差测定15

三、冲击试样类型与尺寸15

四、冲击试验机16

【应用实例】17

第四节 疲劳强度17

【学习目标】17

【基础知识】17

一、金属的疲劳18

二、疲劳曲线和疲劳强度18

三、疲劳的其他种类19

【应用实例】21

【本章练习】22

第二章 钢的热处理25

第一节 温度变化对钢的影响25

【学习目标】25

【基础知识】25

一、钢在加热时的转变26

二、钢在冷却时的转变26

第二节 钢的退火与正火29

【学习目标】29

【基础知识】29

一、退火29

二、正火31

【应用实例】32

第三节 钢的淬火35

【学习目标】35

【基础知识】35

一、淬火工艺36

二、淬火方法37

三、钢的淬透性及影响因素38

【应用实例】40

第四节 钢的回火42

【学习目标】42

【基础知识】42

一、回火目的43

二、回火的种类及应用43

三、回火脆性44

【应用实例】45

第五节 钢的表面淬火48

【学习目标】48

【基础知识】48

一、表面淬火热处理49

二、表面处理强化的方法54

【应用实例】55

第六节 钢的化学热处理57

【学习目标】57

【基础知识】57

一、钢的渗碳57

二、钢的渗氮（氮化）61

三、钢的碳氮共渗62

第七节 影响热处理件质量的因素67

【学习目标】67

【基础知识】67

一、热处理工艺因素67

二、工件的结构因素68

【应用实例】68

【本章练习】69

第三章 工业用钢73

一、常存元素和杂质对钢性能的影响73

二、合金元素在钢中的作用73

第一节 钢的分类及编号74

【学习目标】74

【基础知识】74

一、按用途分类74

二、按冶金质量分类74

三、按化学成分分类75

四、钢的编号75

【应用实例】77

第二节 碳素结构钢与合金结构钢77

【学习目标】77

【基础知识】78

一、碳素结构钢78

二、低合金高强度结构钢80

三、优质碳素结构钢及合金结构钢80

四、常用型钢图片83

【应用实例】84

第三节 渗碳钢84

【学习目标】84

【基础知识】84

一、常用渗碳钢化学成分84

二、常用的渗碳钢85

三、热处理87

四、渗碳钢产品图例87

【应用实例】89

第四节 调质钢89

【学习目标】89

【基础知识】90

一、化学成分90

二、常用调质钢90

三、热处理93

四、常用调质型钢图片93

【应用实例】95

第五节 碳素工具钢与热作模具钢96

【学习目标】96

【基础知识】97

一、碳素工具钢97

二、热作模具钢98

三、产品图例100

【应用实例】101

第六节 不锈钢与耐热钢101

【学习目标】101

【基础知识】101

一、不锈钢102

二、耐热钢104

三、不锈钢与耐热钢产品图例105

【应用实例】106

【本章练习】107

第四章 铸钢110

第一节 铸造碳钢110

【学习目标】110

【基础知识】110

一、铸件110

二、铸造碳钢的牌号111

三、铸态组织112

四、热处理112

五、铸造合金钢113

六、铸造碳钢件产品图例115

【应用实例】116

第二节 高锰钢117

【学习目标】117

【基础知识】117

一、高锰钢牌号、成分及适用范围117

二、高锰钢水韧处理118

三、高锰钢的应用119

【应用实例】119

【本章练习】120

第五章 铸铁123

一、铸铁的分类123

二、铁碳合金双重相图123

三、石墨化过程124

第一节 灰铸铁125

【学习目标】125

【基础知识】125

一、灰铸铁的化学成分、组织和性能125

二、灰铸铁的孕育处理127

三、铸铁熔炼配料127

四、灰铸铁的热处理128

五、冲天炉配料计算129

【应用实例】131

第二节 球墨铸铁133

【学习目标】133

【基础知识】133

一、球墨铸铁的化学成分、组织和性能133

三、球墨铸铁的热处理135

四、蠕墨铸铁135

五、球墨铸铁产品图例136

【应用实例】138

第三节 可锻铸铁138

【学习目标】138

【基础知识】139

一、可锻铸铁的化学成分和组织139

二、可锻铸铁的牌号、性能及用途140

三、可锻铸铁产品图例141

【应用实例】142

第四节 合金铸铁143

【学习目标】143

【基础知识】143

一、耐磨铸铁143

二、抗磨铸铁143

三、耐热铸铁145

四、耐蚀铸铁145

五、冷硬铸铁146

六、合金铸铁产品图例146

【应用实例】147

【本章练习】148

第六章 有色金属151

第一节 铝及铝合金151

【学习目标】151

【基础知识】151

一、工业纯铝151

二、铝合金分类及时效强化151

三、变形铝合金153

四、铸造铝合金154

五、铝合金产品图例157

【应用实例】158

第二节 铜及铜合金158

【学习目标】158

【基础知识】158

一、工业纯铜159

二、铜合金的分类及牌号表示方法159

三、黄铜159

四、青铜161

五、铜合金产品图例162

【应用实例】163

【本章练习】163

第七章 粉末冶金材料166

第一节 粉末冶金法及其应用166

【学习目标】166

【基础知识】166

一、粉末金属材料的特点166

二、在机械制造中的应用167

第二节 硬质合金169

【学习目标】169

【基础知识】169

一、硬质合金的性能特点169

二、常用的硬质合金170

三、硬质合金产品图例172

【本章练习】173

第八章 金属的结构与结晶175

第一节 金属的晶体结构175

【学习目标】175

【基础知识】175

一、晶体与非晶体175

二、晶体结构的概念175

三、金属常见晶格类型176

四、晶面和晶向177

第二节 纯金属的结晶178

【学习目标】178

【基础知识】178

一、纯金属的冷却曲线及过冷度178

二、纯金属的结晶过程178

三、晶粒大小对金属力学性能的影响179

四、金属晶体结构的缺陷180

五、金属的同素异构转变182

第九章 铁碳合金184

第一节 合金的晶体结构184

【学习目标】184

【基础知识】184

一、合金的基本概念184

二、合金的相结构185

第二节 铁碳合金相图186

【学习目标】186

【基础知识】187

一、铁碳合金的相及组织187

二、铁碳合金相图的组成190

三、Fe-Fe3C相图中特性点的含义191

四、铁碳合金的分类192

五、典型铁碳合金的结晶过程192

六、铁碳合金的成分、组织与性能的关系196

七、Fe—Fe3C相图的应用197

第十章 金属的塑性变形与再结晶198

第一节 金属的塑性变形198

【学习目标】198

【基础知识】198

一、晶粒位向的影响198

二、晶界的作用198

三、晶粒大小的影响199

第二节 金属的热塑性变形199

【学习目标】199

【基础知识】199

一、热加工与冷加工的区别199

二、热加工对金属性能和组织的影响199

第三节 回复与再结晶201

【学习目标】201

【基础知识】201

一、回复201

二、再结晶202

三、晶粒长大202

第四节 冷塑性变形对金属性能与组织的影响203

【学习目标】203

【基础知识】203

一、冷塑性变形对金属性能的影响203

二、冷塑性变形对金属组织结构的影响204

附录一：各种硬度值换算表205

附录二：常用国内外钢材牌号对照表208

附录三：热处理行业规范条件212

参考文献217