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绪论1

第一章　金属的力学性能3

第一节　强度与塑性3

一、拉伸试验3

二、强度4

三、塑性5

第二节　硬度5

一、布氏硬度试验5

二、洛氏硬度试验7

三、维氏硬度试验8

第三节　冲击韧性9

一、冲击试验9

二、冲击试验的实际意义10

第四节　疲劳10

一、疲劳的概念10

二、疲劳曲线与疲劳极限11

三、提高材料疲劳极限的途径11

第五节　金属的力学性能实验11

一、硬度实验11

二、金属夏比冲击试验14

思考题与练习题15

第二章　金属的晶体结构与结晶16

第一节　金属的晶体结构16

一、晶体与非晶体16

二、晶体结构的基本知识16

三、常见金属的晶格类型17

第二节　金属的实际晶体结构18

一、单晶体与多晶体18

二、晶体中的缺陷19

第三节　纯金属的结晶21

一、纯金属的冷却曲线和过冷现象21

二、金属的结晶过程22

三、晶粒大小对金属力学性能的影响23

四、细化晶粒的方法23

第四节　金属的同素异构转变24

思考题与练习题25

第三章　加工硬化与再结晶26

第一节　金属塑性变形简介26

一、单晶体的塑性变形26

二、多晶体的塑性变形27

第二节　加工硬化27

一、加工硬化现象27

二、产生加工硬化的原因28

三、加工硬化在生产中的利弊28

第三节　回复、再结晶与晶粒长大29

一、回复29

二、再结晶30

三、晶粒长大31

第四节　热加工与冷加工32

一、热加工与冷加工的区别32

二、热加工对金属组织与性能的影响32

思考题与练习题33

第四章　合金与二元合金相图34

第一节　合金的基本概念34

第二节　合金的相结构34

一、固溶体34

二、金属化合物36

第三节　二元合金相图37

一、二元合金相图的建立38

二、匀晶相图39

三、共晶相图41

四、共析相图44

思考题与练习题45

第五章　铁碳合金相图46

第一节　铁碳合金的基本相46

第二节　铁碳合金相图分析47

一、相图中各点分析48

二、相图中各线分析48

三、铁碳合金的分类49

第三节　钢的结晶过程50

一、合金Ⅰ（共析碳钢）51

二、合金Ⅱ（亚共析碳钢）51

三、合金Ⅲ（过共析碳钢）52

第四节　铁碳合金的成分、组织与性能间关系和铁碳合金相图的应用53

一、碳的含量对平衡组织的影响53

二、碳的含量对力学性能的影响54

三、铁碳合金相图的应用55

第五节　课堂讨论铁碳合金相图55

第六节　铁碳合金平衡组织观察实验56

一、实验目的56

二、铁碳合金在平衡状态下的组织特征56

三、实验设备及材料58

四、实验步骤58

五、实验报告要求58

附录一　金相显微镜的使用58

附录二　金相试样的制备61

思考题与练习题63

第六章　钢的热处理64

第一节　钢在加热时组织的转变64

一、奥氏体的形成64

二、奥氏体晶粒的长大及影响因素65

第二节　钢在冷却时组织的转变67

一、过冷奥氏体的等温转变67

二、过冷奥氏体的连续冷却转变71

三、马氏体转变72

第三节　钢的退火与正火74

一、退火74

二、正火76

第四节　钢的淬火76

一、钢的淬火工艺76

二、淬火方法78

三、钢的淬火变形与开裂79

第五节　钢的回火79

一、回火的目的79

二、淬火钢在回火时组织的转变80

三、回火种类与应用81

四、回火脆性82

五、钢的淬透性与淬硬性82

第六节　钢的表面淬火84

一、感应加热表面淬火84

二、火焰加热表面淬火85

三、接触电阻加热表面淬火85

第七节　钢的化学热处理86

一、渗碳86

二、渗氮87

三、钢的多元共渗88

第八节　其它热处理工艺简介89

一、形变热处理89

二、真空热处理90

三、可控气氛热处理90

四、激光热处理91

第九节　课堂讨论钢的热处理91

第十节　钢的热处理实验92

一、实验目的92

二、热处理工艺的确定92

三、实验设备及材料94

四、实验步骤94

五、实验报告要求（格式可由学生自行设计）94

思考题与练习题95

第七章　碳素钢与合金钢97

第一节　钢的分类与编号97

一、钢的分类97

二、钢的编号98

第二节　钢中常存杂质元素的影响99

第三节 合金元素在钢中的作用100

一、合金元素在钢中存在形式100

二、合金元素对铁碳合金相图的影响101

三、合金元素对钢的热处理影响102

第四节　结构钢104

一、工程结构用结构钢104

二、机器零件用结构钢108

三、其它结构钢117

第五节　工具钢119

一、刃具钢119

二、模具钢126

三、量具钢131

第六节　特殊性能钢132

一、不锈钢132

二、耐热钢135

三、耐磨钢137

第七节　课堂讨论碳素钢与合金钢138

思考题与练习题139

第八章　铸铁141

第一节　铸铁的石墨化141

一、铁碳合金双重相图141

二、石墨化过程及影响因素142

第二节　灰铸铁143

一、灰铸铁的成分、组织和性能143

二、灰铸铁的孕育处理145

三、灰铸铁的牌号和应用145

四、灰铸铁的热处理146

第三节　球墨铸铁147

一、球墨铸铁的成分、组织和性能147

二、球墨铸铁的牌号和应用148

三、球墨铸铁的热处理149

第四节　蠕墨铸铁150

一、蠕墨铸铁的成分、组织和性能150

二、蠕墨铸铁的牌号和应用151

三、蠕墨铸铁的热处理151

第五节　可锻铸铁152

一、可锻铸铁的生产152

二、可锻铸铁的牌号、性能和应用152

第六节　合金铸铁154

一、耐磨铸铁154

二、耐热铸铁154

三、耐蚀铸铁155

第七节　常见铸铁组织的观察实验155

一、实验目的155

二、概述155

三、实验设备及材料156

四、实验内容156

五、实验报告要求156

思考题与练习题156

第九章　有色金属及粉末冶金材料158

第一节　铝及铝合金158

一、工业纯铝158

二、铝合金的分类158

三、铝合金的热处理——固溶＋时效强化159

四、变形铝合金160

五、铸造铝合金161

第二节　铜及铜合金163

一、工业纯铜163

二、黄铜164

三、青铜166

第三节　滑动轴承合金167

一、对轴承合金性能的要求167

二、轴承合金的组织特征168

三、常用的轴承合金168

第四节　粉末冶金材料170

一、粉末冶金工艺简介170

二、常用粉末冶金材料171

思考题与练习题173

第十章　非金属材料及复合材料174

第一节　高分子化合物的基本知识174

一、基本概念174

二、高分子化合物的合成175

三、高分子材料的分类与命名176

第二节　高分子材料177

一、工程塑料177

二、橡胶180

第三节　工业陶瓷182

一、工业陶瓷的性能182

二、常用工业陶瓷183

第四节　复合材料184

一、复合材料的分类184

二、复合材料的性能184

三、常用复合材料及其应用185

思考题与练习题186

第十一章　典型零件和工具的选材及工艺路线分析187

第一节　零件和工具的失效方式187

一、变形失效187

二、断裂失效188

三、表面损伤失效188

第二节　选用材料的一般原则189

一、材料的使用性能189

二、材料的工艺性能189

三、材料的经济性190

第三节　热处理的技术条件、工序位置和结构工艺性190

一、热处理的技术条件190

二、热处理工序位置的安排191

三、热处理零件的结构工艺性192

第四节　典型零件的选材及工艺路线分析194

一、齿轮194

二、轴类196

第五节　典型工具的选材及工艺路线分析198

一、手用丝锥198

二、冷作模具199

第六节　习题课202

一、生产实例202

二、习题205

思考题与练习题205

附录207

附录A　布氏硬度换算表207

附录B　黑色金属硬度及强度换算表211

附录C　常用结构钢退火与正火工艺规范214

附录D　常用工具钢退火与正火工艺规范215

附录E　常用钢材回火温度与硬度对照表216

附录F　国内外常用钢牌号对照表217

参考文献222