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1 金属材料的性能1

1．1金属材料的力学性能1

1．1．1强度1

1．1．2塑性3

1．1．3硬度3

1．1．4韧性5

1．1．5刚度6

1．2金属材料的物理性能和化学性能7

1．2．1金属材料的物理性能7

1．2．2金属材料的化学性能8

1．3金属材料的工艺性能8

思考题9

2 金属的晶体结构11

2．1金属的晶体结构11

2．1．1晶体结构的基本知识11

2．1．2常见金属的晶体结构11

2．1．3晶面指数和晶向指数14

2．2实际金属的晶体结构16

2．2．1纯金属的显微组织16

2．2．2单晶体和多晶体16

2．3实际金属的晶体缺陷17

2．3．1点缺陷17

2．3．2线缺陷19

2．3．3面缺陷21

思考题24

3 金属的结晶25

3．1金属结晶的现象25

3．1．1结晶过程的宏观现象25

3．1．2金属结晶的微观过程26

3．2金属结晶的条件27

3．2．1金属结晶的热力学条件27

3．2．2金属结晶的结构条件27

3．3金属结晶的过程29

3．3．1结晶过程29

3．3．2结晶过程的实质29

3．3．3晶核的形成与长大方式30

3．3．4金属铸态晶粒大小及其控制31

3．4金属铸锭的组织与缺陷32

3．4．1铸锭三晶区的形成32

3．4．2铸锭组织的控制34

3．4．3铸锭缺陷36

思考题38

4 合金的相结构和相图39

4．1合金的相结构39

4．1．1合金和相的基本概念39

4．1．2合金的相结构39

4．1．3合金的组织40

4．2二元合金相图的建立41

4．2．1二元合金状态图的建立41

4．2．2合金的结晶42

4．3几种典型二元合金相图43

4．3．1匀晶相图43

4．3．2共晶相图45

4．3．3包晶相图48

4．3．4具有稳定化合物的二元相图49

4．4相图与合金性能的关系49

4．4．1力学性能与相图的关系49

4．4．2合金铸造性能与相图的关系50

思考题51

5 三元合金相图53

5．1三元合金相图的表示方法53

5．1．1成分三角形53

5．1．2在成分三角形中具有特定意义的直线54

5．2三元系平衡相的定量法则54

5．2．1直线法则和杠杆定律55

5．2．2重心法则56

5．3三元匀晶相图57

5．3．1相图分析57

5．3．2三元固溶体合金的结晶过程57

5．3．3等温截面58

5．3．4变温截面59

5．3．5投影图60

5．4三元共晶相图61

5．4．1相图分析61

5．4．2等温截面62

5．4．3变温截面63

5．4．4投影图65

5．5三元合金相图应用举例67

5．5．1 Fe-C-Si三元系变温截面67

5．5．2 Fe-C-Mn三元系等温截面68

思考题69

6 铁碳合金70

6．1金属的同素异构转变70

6．2铁碳合金状态图71

6．2．1铁碳合金的基本相71

6．2．2铁碳合金状态图的分析72

6．2．3铁碳合金的分类74

6．3典型铁碳合金的结晶过程74

6．3．1共析钢74

6．3．2亚共析钢75

6．3．3过共析钢76

6．3．4共晶白口铸铁77

6．3．5亚共晶白口铸铁78

6．3．6过共晶白口铸铁79

6．4碳对铁碳合金组织和性能的影响80

6．4．1碳对铁碳合金组织的影响80

6．4．2碳对铁碳合金性能的影响80

6．4．3铁碳合金状态图的应用81

6．5碳素钢82

6．5．1常见杂质对钢性能的影响82

6．5．2碳素钢的分类83

6．5．3碳素钢的牌号、性能及用途84

思考题89

7 金属的塑性变形与再结晶90

7．1金属的塑性变形90

7．1．1金属的变形与断裂90

7．1．2单晶体的塑性变形90

7．1．3多晶体的塑性变形91

7．1．4合金的塑性变形92

7．2冷塑性变形对金属组织和性能的影响93

7．2．1金属组织的变化93

7．2．2金属性能的变化94

7．2．3冷塑性变形产生残余应力96

7．3冷塑性变形金属在加热时组织和性能的变化97

7．3．1冷变形金属在加热时组织和性能的变化97

7．3．2再结晶温度98

7．3．3再结晶晶粒的大小99

7．4热加工变形对组织与性能的影响101

7．4．1热加工的变形特点101

7．4．2金属组织性能的变化102

思考题103

8 钢的热处理105

8．1钢的热处理原理105

8．1．1钢在加热时的组织转变105

8．1．2钢在冷却时的组织转变108

8．2钢的退火与正火116

8．2．1钢的退火目的116

8．2．2退火工艺117

8．2．3钢的正火121

8．3钢的淬火与回火121

8．3．1淬火的目的122

8．3．2钢的淬透性和淬硬性122

8．3．3淬火工艺123

8．3．4淬火缺陷及防止措施127

8．4钢的回火131

8．4．1回火的目的131

8．4．2淬火在回火时的组织转变131

8．4．3回火时力学性能的变化132

8．4．4回火种类及应用133

8．5钢的表面热处理134

8．5．1表面淬火134

8．5．2钢的化学热处理135

8．6控制轧制、控制冷却技术137

8．6．1概述137

8．6．2控制轧制的种类138

8．6．3轧制工艺参数的控制139

思考题143

9 合金钢145

9．1合金钢的分类及编号145

9．1．1合金钢的分类145

9．1．2合金钢的编号145

9．2合金元素在钢中的作用146

9．2．1合金元素对钢中基本相的影响146

9．2．2合金元素对Fe-Fe3C相图的影响147

9．2．3合金元素对钢热处理的影响148

9．3合金结构钢150

9．3．1低合金高强度结构钢150

9．3．2合金渗碳钢151

9．3．3合金调质钢152

9．3．4合金弹簧钢154

9．3．5滚动轴承钢155

9．4合金工具钢157

9．4．1刃具钢157

9．4．2量具钢160

9．4．3模具钢161

9．5特殊性能钢162

9．5．1不锈耐酸钢162

9．5．2耐热钢162

9．5．3耐磨钢163

9．5．4电工硅钢163

思考题163

10 铸铁165

10．1概述165

10．1．1铸铁的石墨化及影响因素165

10．1．2铸铁的组织与性能166

10．2铸铁的分类166

10．2．1按碳存在的形式分类166

10．2．2按石墨的形态分类166

10．2．3按化学成分分类166

10．3普通灰铸铁167

10．3．1灰铸铁的化学成分、组织、性能及用途167

10．3．2灰铸铁的孕育处理及孕育铸铁169

10．3．3灰铸铁的热处理169

10．4球墨铸铁171

10．4．1球墨铸铁的化学成分171

10．4．2球墨铸铁的组织和性能171

10．4．3球墨铸铁的牌号和用途171

10．4．4球墨铸铁的热处理172

10．5可锻铸铁及蠕墨铸铁173

10．5．1可锻铸铁173

10．5．2蠕墨铸铁174

10．6合金铸铁176

10．6．1耐热铸铁177

10．6．2耐磨铸铁177

10．6．3耐蚀铸铁177

思考题178

参考文献179