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第0章 绪论1

0.1材料与材料科学的发展1

0.2材料的分类及应用2

0.3本课程的学习目的、学习内容和学习要求3

思考题4

第1章 材料的性能5

1.1材料的力学性能5

1.1.1拉伸实验曲线5

1.1.2刚度、强度与塑性7

1.1.3硬度10

1.1.4冲击韧性14

1.1.5疲劳强度16

1.2材料的工艺性能17

1.2.1铸造性能17

1.2.2锻造性能17

1.2.3焊接性能18

1.2.4切削加工性能18

1.3材料的物理性能18

1.4材料的化学性能20

思考题20

第2章 金属的晶体结构与结晶21

2.1金属的晶体结构21

2.1.1金属的特性与金属键21

2.1.2晶体结构的基本概念22

2.1.3常见金属的晶格类型23

2.1.4晶体的各向异性25

2.1.5金属的同素异构转变26

2.2实际金属的晶体结构28

2.2.1点缺陷29

2.2.2线缺陷29

2.2.3面缺陷31

2.3纯金属的结晶32

2.3.1纯金属的冷却曲线和过冷现象32

2.3.2纯金属的结晶过程33

2.3.3金属结晶后的晶粒大小35

2.4金属的铸锭组织37

2.4.1铸锭三晶区的形成37

2.4.2铸锭三晶区的组织与性能38

2.4.3铸锭三晶区相对厚度的控制39

思考题40

第3章 合金的结构和结晶41

3.1合金中的相结构41

3.1.1合金的基本概念41

3.1.2固溶体42

3.1.3金属化合物44

3.2二元合金相图46

3.2.1二元合金相图的建立46

3.2.2二元匀晶相图48

3.2.3二元共晶相图50

3.3合金的性能与相图的关系55

3.3.1金属力学性能与相图的关系55

3.3.2金属工艺性能与相图的关系56

思考题58

第4章 铁碳合金相图59

4.1铁碳合金的组元、相及组织59

4.1.1铁与工业纯铁59

4.1.2铁碳合金的相结构、基本组织及性能61

4.2 Fe-Fe3 C相图分析64

4.2.1相图分析64

4.2.2Fe- Fe3 C相图中合金分类66

4.3典型合金结晶过程分析68

4.3.1共析钢68

4.3.2亚共析钢68

4.3.3过共析钢70

4.3.4共晶白口铸铁71

4.3.5亚共晶白口铸铁72

4.3.6过共晶白口铸铁72

4.4含碳量对铁碳合金组织和性能的影响74

4.4.1含碳量对铁碳合金室温平衡组织的影响74

4.4.2含碳量对铁碳合金力学性能的影响74

4.4.3含碳量对铁碳合金工艺性能的影响75

4.5 Fe-Fe3 C相图的应用76

4.5.1作为选用钢铁材料依据76

4.5.2制定铸、锻和热处理等热加工工艺的依据76

思考题77

第5章 金属的塑性变形与再结晶78

5.1金属的塑性变形78

5.1.1晶粒内变形78

5.1.2晶间变形79

5.2塑性变形对金属性能的影响80

5.2.1加工硬化80

5.2.2回复与再结晶80

5.3金属的热加工81

5.3.1热加工与冷加工的区别81

5.3.2热加工对钢的组织和性能的影响82

5.3.3锻造比83

思考题83

第6章 钢的热处理84

6.1钢在加热时的转变85

6.1.1共析钢奥氏体化过程85

6.1.2影响珠光体向奥氏体转变速度的因素87

6.1.3奥氏体晶粒大小及其影响因素87

6.2钢在冷却时的组织转变90

6.2.1共析钢过冷奥氏体等温转变曲线90

6.2.2共析钢等温转变产物及性能92

6.2.3马氏体的转变95

6.2.4影响C曲线因素97

6.2.5过冷奥氏体连续冷却转变曲线98

6.3钢的退火与正火99

6.3.1钢的退火99

6.3.2钢的正火102

6.3.3退火与正火的选用103

6.4钢的淬火104

6.4.1淬火定义及目的104

6.4.2淬火温度的选择104

6.4.3淬火冷却介质105

6.4.4淬火方法107

6.4.5钢的淬透性和淬硬性109

6.4.6淬火缺陷111

6.5钢的回火112

6.5.1回火的主要目的112

6.5.2淬火钢回火时组织和性能变化112

6.5.3回火分类及应用113

6.5.4回火脆性115

6.6钢的表面热处理和化学热处理116

6.6.1表面淬火116

6.6.2钢的化学热处理119

6.6.3热处理新技术123

思考题125

第7章 工业用钢（一）126

7.1碳素钢的概念、化学成分和分类126

7.2碳素结构钢127

7.2.1普通碳素结构钢127

7.2.2优质碳素结构钢127

7.3碳素工具钢131

7.4铸造碳钢132

7.5合金钢133

7.5.1合金钢的概念133

7.5.2合金元素在钢中的主要作用133

7.5.3合金钢的分类和牌号134

7.6合金结构钢137

7.6.1合金结构钢用途与分类137

7.6.2低合金高强度结构钢137

7.6.3合金渗碳钢141

7.6.4合金调质钢144

7.6.5合金弹簧钢145

7.6.6滚动轴承钢150

第8章 工业用钢（二）153

8.1合金工具钢用途及分类153

8.2合金刃具钢153

8.2.1低合金刃具钢153

8.2.2高速钢155

8.3合金模具钢159

8.3.1冷作模具钢159

8.3.2热作模具钢162

8.3.3塑料模具钢162

8.4合金量具钢165

8.4.1量具钢性能要求165

8.4.2量具钢热处理和常用合金量具钢牌号165

思考题166

第9章 特殊性能钢167

9.1不锈钢167

9.1.1金属的腐蚀与保护167

9.1.2不锈钢化学成分特点168

9.1.3常用不锈钢168

9.2耐热钢169

9.2.1耐热钢的特点169

9.2.2常用耐热钢169

9.2.3高温合金172

9.3耐磨钢176

9.3.1耐磨钢成分和热处理特点176

9.3.2高锰钢用途和牌号176

思考题178

阅读178

阅读一、其他特殊性能钢简介178

阅读二、钢材简介180

第10章 粉末冶金与硬质合金183

10.1粉末冶金法特点183

10.2粉末冶金法基本工艺183

10.3硬质合金及性能特点185

10.4硬质合金分类与牌号186

阅读187

钢的鉴别187

第11章 铸铁192

11.1铸铁的分类192

11.2铸铁的石墨化及影响因素193

11.3灰口铸铁194

11.4球墨铸铁195

11.5可锻铸铁196

11.6蠕墨铸铁197

11.7合金铸铁198

思考题199

第12章 有色金属及合金200

12.1铝及铝合金200

12.1.1纯铝200

12.1.2铝合金200

12.2铜及铜合金203

12.2.1纯铜203

12.2.2铜合金204

12.3钛及钛合金206

12.3.1纯钛206

12.3.2钛合金208

12.4滑动轴承合金208

12.4.1滑动轴承工作条件及对性能的要求209

12.4.2滑动轴承合金的成分和组织特征209

12.4.3滑动轴承合金的分类、牌号209

12.4.4常用的滑动轴承合金210

思考题210

第13章 非金属材料211

13.1高分子材料211

13.1.1高分子材料的基本概念211

13.1.2塑料212

13.1.3橡胶216

13.1.4胶黏剂217

13.1.5高分子涂料219

13.2陶瓷材料221

13.2.1陶瓷材料的基本概念221

13.2.2陶瓷制品的生产过程221

13.2.3陶瓷材料的分类、特点及应用222

13.3复合材料223

13.3.1复合材料的概念223

13.3.2复合材料的特点223

13.3.3复合材料的分类及命名225

13.3.4常用复合材料简介225

思考题227

第14章 机械零件的选材228

14.1零部件的失效及选材原则228

14.1.1零部件的失效形式228

14.1.2选用材料的一般原则230

14.1.3热处理工艺的应用232

14.2典型零件选材及工艺分析235

14.2.1齿轮类零件235

14.2.2轴类零件238

14.2.3模具零件241

14.2.4箱座类零件242

思考题243

附录244

参考文献253