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1 钢的合金化原理1

1.1 钢中的合金元素1

1.1.1 概述1

1.1.2 钢的分类和编号2

1.1.3 合金元素在钢中的作用6

1.2 合金元素对铁碳相图及钢热处理的影响15

1.2.1 合金元素对铁碳相图的影响15

1.2.2 合金元素对钢热处理的影响17

1.3 合金元素对钢性能的影响22

1.3.1 合金元素与钢的强韧化22

1.3.2 合金元素对钢不同热处理状态下力学性能的影响29

1.3.3 合金元素对钢工艺性能的影响38

1.4 微量元素及钢的微合金化46

1.4.1 钢中的微量元素及其作用46

1.4.2 钢的微合金化47

习题50

2 工程构件用钢52

2.1 工程构件用钢的基本要求52

2.1.1 足够的强度与韧度52

2.1.2 良好的焊接性和成型工艺性52

2.1.3 良好的耐腐蚀性53

2.2 工程构件用钢的合金化53

2.2.1 合金元素对钢力学性能的影响53

2.2.2 合金元素对钢焊接性能的影响56

2.2.3 合金元素对钢耐大气腐蚀性能的影响56

2.3 铁素体-珠光体钢57

2.3.1 碳素工程结构钢57

2.3.2 低合金高强度结构钢59

2.4 低碳贝氏体钢、针状铁素体钢及低碳马氏体钢64

2.4.1 低碳贝氏体钢64

2.4.2 针状铁素体钢65

2.4.3 低碳马氏体钢66

2.5 双相钢66

习题68

3 机器零件用钢70

3.1 概述70

3.1.1 力学性能要求70

3.1.2 工艺性能要求71

3.2 渗碳钢71

3.2.1 渗碳钢的工作条件及性能要求71

3.2.2 渗碳钢的成分72

3.2.3 常用渗碳钢73

3.2.4 渗碳钢的热处理76

3.3 调质钢78

3.3.1 调质钢的工作条件及性能要求78

3.3.2 调质钢的组织及成分特点79

3.3.3 常用调质钢79

3.3.4 调质钢的热处理83

3.4 弹簧钢85

3.4.1 弹簧钢的工作条件及性能要求86

3.4.2 弹簧钢的成分86

3.4.3 常用弹簧钢87

3.4.4 弹簧钢的热处理87

3.5 轴承钢90

3.5.1 轴承钢的工作条件及性能要求90

3.5.2 轴承钢的成分特点91

3.5.3 常用的轴承钢91

3.5.4 轴承钢的热处理93

3.6 马氏体型结构钢96

3.6.1 低碳马氏体型结构钢96

3.6.2 低合金中碳马氏体型超高强度结构钢101

3.6.3 马氏体时效钢103

3.7 特殊用途结构钢105

3.7.1 高锰钢105

3.7.2 易切削钢107

3.7.3 钢轨钢108

习题109

4 工具钢110

4.1 刃具钢111

4.1.1 刃具钢的工作条件及性能要求111

4.1.2 碳素工具钢112

4.1.3 低合金工具钢113

4.1.4 高速钢115

4.2 模具钢122

4.2.1 冷作模具钢122

4.2.2 热作模具钢125

4.2.3 塑料模具用钢127

4.3 量具钢128

4.3.1 常用量具用钢128

4.3.2 量具钢的热处理129

习题129

5 不锈钢131

5.1 概述131

5.1.1 不锈钢的分类131

5.1.2 不锈钢的牌号132

5.1.3 金属腐蚀基本类型132

5.1.4 不锈钢的性能要求134

5.1.5 不锈钢的合金化原理134

5.2 铁素体不锈钢135

5.2.1 铁素体不锈钢特点135

5.2.2 铁素体不锈钢的组织性能136

5.2.3 铁素体不锈钢的压力加工及热处理139

5.3 马氏体不锈钢140

5.3.1 马氏体不锈钢的成分特点140

5.3.2 马氏体不锈钢的组织性能141

5.3.3 马氏体不锈钢的焊接141

5.3.4 马氏体不锈钢分类142

5.4 奥氏体不锈钢143

5.4.1 奥氏体不锈钢的成分特点143

5.4.2 18-8型奥氏体不锈钢的热处理特点143

5.4.3 Cr-Mn-N及Cr-Mn-Ni-N型不锈钢144

5.4.4 奥氏体不锈钢的加工145

5.4.5 奥氏体不锈钢的晶间腐蚀、应力腐蚀及点腐蚀145

5.5 沉淀硬化不锈钢147

5.5.1 奥氏体-马氏体型沉淀硬化不锈钢147

5.5.2 马氏体型沉淀硬化不锈钢148

5.6 超高强度不锈钢148

5.6.1 沉淀硬化高强度不锈钢149

5.6.2 时效不锈钢149

5.7 不锈钢应用实例151

5.7.1 不锈钢在医疗器械上的应用151

5.7.2 不锈钢在模具中的应用151

5.7.3 不锈钢在汽车工业中的应用152

5.7.4 高强度不锈钢在飞机上的应用153

习题154

6 耐热钢及耐热合金155

6.1 耐热钢及耐热合金概述155

6.1.1 耐热钢及耐热合金的工作条件和性能要求155

6.1.2 钢的抗氧化性156

6.1.3 钢的热强性157

6.1.4 耐热钢的成分特点及合金化159

6.2 抗氧化钢160

6.2.1 铁素体型抗氧化钢160

6.2.2 奥氏体型抗氧化钢161

6.3 热强钢162

6.3.1 珠光体型热强钢162

6.3.2 马氏体热强钢164

6.3.3 奥氏体型热强钢166

6.4 镍基耐热合金169

6.4.1 固溶强化型镍基高温合金170

6.4.2 沉淀强化型镍基合金171

习题172

7 铸铁173

7.1 铸铁的石墨化过程及分类173

7.1.1 铸铁的石墨化过程173

7.1.2 铸铁的分类175

7.2 灰口铸铁176

7.2.1 灰口铸铁的化学成分、组织和性能176

7.2.2 灰口铸铁的牌号和用途177

7.2.3 影响灰口铸铁组织与性能的因素177

7.2.4 灰口铸铁的孕育处理178

7.2.5 灰口铸铁的热处理179

7.3 球墨铸铁179

7.3.1 球墨铸铁的化学成分、组织和性能179

7.3.2 球墨铸铁的牌号和用途180

7.3.3 球墨铸铁的热处理181

7.4 蠕墨铸铁182

7.4.1 蠕墨铸铁的化学成分与金相组织182

7.4.2 蠕墨铸铁的牌号、性能与用途183

7.5 可锻铸铁183

7.5.1 可锻铸铁的化学成分、组织及石墨化退火183

7.5.2 可锻铸铁的牌号、性能及用途184

7.6 特殊性能铸铁185

7.6.1 耐磨铸铁185

7.6.2 耐热铸铁186

7.6.3 耐蚀铸铁186

习题186

8 有色金属及其合金188

8.1 铝及铝合金188

8.1.1 纯铝188

8.1.2 铝合金的分类188

8.1.3 铝合金强化190

8.1.4 变形铝合金193

8.1.5 铸造铝合金197

8.2 镁及镁合金200

8.2.1 纯镁200

8.2.2 镁合金201

8.3 铜及铜合金209

8.3.1 纯铜209

8.3.2 黄铜210

8.3.3 青铜212

8.4 钛及钛合金213

8.4.1 纯钛214

8.4.2 钛合金214

8.4.3 工业用钛合金215

8.4.4 钛合金的热处理217

习题220

9 新型金属材料221

9.1 磁性材料221

9.1.1 软磁材料221

9.1.2 硬磁材料225

9.1.3 磁记录材料229

9.1.4 磁性纳米材料233

9.2 电阻合金235

9.2.1 精密电阻合金235

9.2.2 电热合金238

9.2.3 热电偶合金240

9.3 形状记忆材料242

9.3.1 形状记忆效应及机理243

9.3.2 形状记忆合金245

9.3.3 形状记忆陶瓷249

9.3.4 形状记忆聚合物250

9.3.5 形状记忆材料的应用253

9.4 其他功能材料256

9.4.1 热膨胀合金256

9.4.2 弹性合金261

9.4.3 减振合金266

习题269

参考文献270