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前言1

编者的话1

第一章金属的晶体结构1

第一节 金属1

一、金属的特性1

二、金属的原子结构特点1

目 录1

三、金属原子间的结合方式（金属键）2

第二节金属的晶体结构2

一、晶体的基本概念2

二、金属的典型品格4

三、典型晶格的其他参数5

四、不同晶面和晶向原子排列的差异8

五、晶体的各向异性9

一、点缺陷10

第三节金属的实际晶体结构10

二、线缺陷11

三、面缺陷13

思考题与练习题14

第二章纯金属的结晶15

第一节金属结晶的现象15

一、金属结晶的过冷现象15

二、纯金属的结晶过程16

第二节金属结晶的条件16

一、金属结晶的能量条件16

二、金属结晶的结构条件17

第三节形核的规律18

一、自发形核（均质形核）18

一、晶核长大的机理20

第四节 晶核长大的规律20

二、非自发形核（异质形核）20

二、晶核长大的方式21

第五节 晶粒大小的控制23

一、晶粒大小对性能的影响23

二、影响晶粒大小的因素23

三、控制晶粒大小的方法24

思考题与练习题24

第三章二元合金的相结构与结晶26

第一节基本概念26

第二节合金的相结构27

一、固溶体27

二、金属化合物30

三、机械混合物31

第三节二元合金相图的建立31

二、二元合金相图的测定方法32

一、二元合金相图的表示方法32

第四节二元匀晶相图33

一、相图分析33

二、固溶体的平衡结晶及其组织34

三、杠杆定律的应用35

四、固溶体的不平衡结晶及其组织36

五、固溶体合金的性能和相图的关系38

第五节共晶相图39

一、相图分析39

二、典型合金的平衡结晶及其组织40

三、初晶和共晶组织的形态42

四、共晶合金性能与成分的关系43

第六节包晶相图45

一、相图分析45

二、典型合金的平衡结晶及其组织46

第七节其他类型的相图48

一、形成金属间化合物的相图48

二、具有固态相变的相图49

第八节二元合金相图的分析法50

一、二元合金相图的分析方法50

二、复杂二元合金相图的分析举例51

思考题与练习题52

第四章铁碳合金53

第一节 铁碳合金的组元及其基53

本相53

一、金属的同素异构转变53

二、铁碳合金的基本相54

第二节 Fe—Fe3C合金相图分析56

一、铁碳合金相图中的特性点57

二、铁碳合金相图中的特性线58

三、铁碳合金相图中的相区59

第三节典型合金的结晶过程及60

其组织60

一、工业纯铁的结晶过程及组织转变60

二、共析钢的结晶过程及组织转变61

三、亚共析钢的结晶过程及组织转62

变62

四、过共析钢的结晶过程及组织转64

变64

五、共晶白口铸铁的结晶过程及组64

织转变64

六、亚共晶白口铸铁的结晶过程及65

组织转变65

组织转变66

七、过共晶白口铸铁的结晶过程及66

第四节含碳量对铁碳合金平衡67

组织和性能的影响67

一、含碳量对平衡组织的影响67

二、含碳量对性能的影响68

第五节铁—碳合金相图的应用69

一、在选材方面的应用69

二、在铸造生产方面的应用69

三、在压力加工工艺方面的应用69

四、在热处理方面的应用70

五、在焊接工艺方面的应用70

第六节碳素钢70

一、钢中杂质元素对钢性能的影响70

二、碳素钢的分类72

原则73

三、我国钢铁产品牌号表示方法及73

四、碳素钢的牌号、性能和用途74

思考题与练习题80

第五章三元合金相图82

第一节三元合金相图基础82

第二节三元匀晶相图84

一、相图分析84

二、等温截面图84

三、变温截面图84

第三节三元共晶相图85

一、相图分析86

二、等温截面图87

三、变温截面图87

思考题与练习题89

第一节金属的塑性变形90

第六章 金属塑性变形与再结晶90

一、单晶体的塑性变形91

二、多晶体的塑性变形94

三、合金的塑性变形96

四、塑性变形对金属组织和性能的97

影响97

第二节 冷变形金属在加热时的99

变化99

一、回复99

二、再结晶100

三、晶粒长大101

第三节热变形加工特点及组织102

和性能的变化102

一、压力加工时变形的分类102

二、热变形加工及其优缺点102

三、热变形加工时组织和性能的变化103

思考题与练习题104

第七章钢的热处理105

第一节钢在加热时的转变（奥氏105

体化）105

一、奥氏体的形成过程106

二、奥氏体晶粒的长大及其影响因素106

第二节 钢在冷却时的转变108

一、过冷奥氏体的等温冷却转变108

二、过冷奥氏体的连续冷却转变111

三、连续冷却转变图与等温冷却转113

变图的比较和应用113

第三节钢的普通热处理113

一、钢的退火113

三、钢的淬火115

二、钢的正火115

四、钢的淬透性118

五、钢的回火119

第四节 钢的表面淬火与化学热120

处理120

一、钢的表面淬火121

二、钢的化学热处理122

第五节热处理新技术简介123

第六节热处理与其他冷、热加124

工工艺的关系124

一、热处理的技术条件125

二、热处理工序位置的确定126

三、常见热处理缺陷及其预防127

四、热处理零件结构的工艺性128

思考题与练习题129

第八章合金钢130

第一节 合金元素在钢中的作用130

一、合金钢的分类130

二、合金元素在钢中的作用131

第二节合金结构钢137

一、低合金高强度结构钢137

二、合金结构钢140

三、高耐候性结构钢和焊接结构用143

耐候钢143

四、易切削结构钢144

五、表面硬化钢146

六、弹簧钢148

七、滚动轴承钢149

一、刃具钢150

第三节合金工具钢150

二、模具钢153

三、量具钢155

第四节特殊钢156

一、不锈钢156

二、耐热钢及耐热合金160

三、耐磨钢163

思考题与练习题163

第九章铸铁165

第一节铸铁的石墨化过程165

一、铁—碳合金双重相图及石墨化过程165

二、铸铁的分类167

第二节灰铸铁168

一、灰铸铁的化学成分、组织和性能168

二、影响灰铸铁组织与性能的因素171

三、灰铸铁的孕育处理173

四、灰铸铁的热处理173

第三节球墨铸铁174

一、球墨铸铁的化学成分、组织、性能及用途174

三、球墨铸铁的热处理176

第四节蠕墨铸铁178

一、蠕墨铸铁的金相组织特点178

二、蠕墨铸铁的性能特点179

第五节可锻铸铁180

一、可锻铸铁的成分、组织180

二、可锻铸铁的性能及用途181

第六节特殊性能铸铁182

一、耐磨铸铁182

二、耐热铸铁183

三、耐蚀铸铁184

思考题与练习题185

第十章非铁合金186

第一节铝及其合金186

一、工业纯铝186

二、铝合金概述186

第二节铜及其合金192

一、工业纯铜192

二、黄铜192

三、青铜194

第三节滑动轴承合金197

一、轴承合金的工作条件及要求197

二、常用的轴承合金198

第四节其他非铁合金199

一、钛及其合金199

三、锌及其合金200

二、镁及其合金200

第五节新材料介绍201

一、新型结构材料201

二、新型功能材料202

三、材料科学技术的若干热点203

思考题与练习题204

实验指导书205

实验一盐类结晶过程的观察205

实验二显微试样的制备207

实验三 铁—碳合金平衡组织的观察215

实验四钢的热处理220

实验五钢的不平衡组织观察224

实验六 铸铁及非铁合金组织观察227

参考文献233