金屬材料與熱處理

緒論1

第1章工程材料的分類與性能4

1.1工程材料的分類4

1.1.1金屬材料4

1.1.2高分子材料5

1.1.3陶瓷材料5

1.1.4復(fù)合材料5

1.2工程材料的性能5

1.2.1物理性能6

1.2.2化學(xué)性能8

1.2.3力學(xué)性能9

1.2.4工藝性能16

小結(jié)17

習(xí)題17

第2章金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶19

2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu)19

2.1.1晶體的結(jié)構(gòu)19

2.1.2常見金屬的晶格類型20

2.2合金的晶體結(jié)構(gòu)21

2.2.1基本概念21

2.2.2合金的相結(jié)構(gòu)22

2.3實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)23

2.4純金屬的結(jié)晶與同素異晶轉(zhuǎn)變24

2.4.1冷卻曲線與過冷度25

2.4.2金屬的結(jié)晶過程25

2.4.3金屬結(jié)晶后的晶粒大小25

2.4.4金屬的同素異構(gòu)現(xiàn)象26

小結(jié)26

習(xí)題27

第3章鐵碳合金28

3.1鐵碳合金基本組織28

3.1.1純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變28

3.1.2鐵碳合金的基本組織28

3.2鐵碳合金狀態(tài)圖30

3.2.1鐵碳合金相圖及分析30

3.2.2鐵碳合金的分類32

3.3典型鐵碳合金結(jié)晶過程分析32

3.3.1共析鋼的結(jié)晶過程33

3.3.2亞共析鋼的結(jié)晶過程34

3.3.3過共析鋼的結(jié)晶過程35

3.3.4共晶白口鑄鐵的結(jié)晶過程36

3.3.5亞共晶白口鑄鐵的結(jié)晶過程36

3.3.6過共晶白口鑄鐵的結(jié)晶過程38

3.4鐵碳合金中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)性能的影響38

3.4.1碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)鐵碳合金力學(xué)性能的影響39

3.4.2碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)工藝性能的影響40

3.5鐵碳合金相圖的應(yīng)用41

3.5.1在選材方面的應(yīng)用41

3.5.2在鑄造方面的應(yīng)用41

3.5.3在鍛造、軋制方面的應(yīng)用41

3.5.4在熱處理方面的應(yīng)用42

小結(jié)42

習(xí)題42

第4章鋼的熱處理44

4.1概述44

4.2鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變45

4.2.1鋼臨界轉(zhuǎn)變溫度45

4.2.2鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變46

4.3鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變48

4.3.1過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變圖49

4.3.2過冷奧氏體在連續(xù)冷卻條件下的轉(zhuǎn)變52

4.4退火與正火54

4.4.1鋼的退火54

4.4.2鋼的正火55

4.5淬火56

4.5.1淬火溫度的選擇56

4.5.2保溫時(shí)間56

4.5.3淬火冷卻介質(zhì)57

4.5.4常用淬火方法57

4.5.5鋼的淬透性58

4.5.6淬火缺陷及其防止措施60

4.6回火61

4.6.1鋼在回火時(shí)組織和性能的變化62

4.6.2回火方法及其應(yīng)用62

4.7其他熱處理工藝63

4.7.1鋼的表面淬火63

4.7.2鋼的化學(xué)熱處理66

小結(jié)68

習(xí)題68

第5章非合金鋼（碳鋼）70

5.1鋼中的雜質(zhì)元素及其影響70

5.1.1錳的影響70

5.1.2硅的影響70

5.1.3硫的影響70

5.1.4磷的影響71

5.1.5非金屬雜質(zhì)的影響71

5.2非合金鋼（碳鋼）的分類71

5.2.1按非合金鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類71

5.2.2按非合金鋼主要質(zhì)量等級(jí)和主要性能或使用特性分類71

5.2.3按非合金鋼的用途分類72

5.3非合金鋼（碳鋼）的牌號(hào)及用途72

5.3.1普通碳素結(jié)構(gòu)鋼72

5.3.2優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼73

5.3.3碳素工具鋼74

5.3.4鑄造碳鋼75

小結(jié)76

習(xí)題76

第6章鑄鐵78

6.1鑄鐵及其石墨化過程78

6.1.1鑄鐵冷卻和加熱時(shí)的石墨化過程78

6.1.2影響鑄鐵石墨化的因素79

6.2鑄鐵的分類79

6.2.1按碳存在的形式分類79

6.2.2按石墨的形態(tài)分類80

6.2.3按化學(xué)成分分類80

6.3普通灰鑄鐵80

6.3.1灰鑄鐵的化學(xué)成分、顯微組織和性能80

6.3.2灰鑄鐵的孕育處理（變質(zhì)處理）81

6.3.3灰鑄鐵的牌號(hào)及用途81

6.3.4灰鑄鐵的熱處理82

6.4球墨鑄鐵83

6.4.1球墨鑄鐵的化學(xué)成分83

6.4.2球墨鑄鐵的組織和性能83

6.4.3球墨鑄鐵的牌號(hào)和用途84

6.4.4球墨鑄鐵的熱處理84

6.5可鍛鑄鐵及蠕墨鑄鐵85

6.5.1可鍛鑄鐵85

6.5.2蠕墨鑄鐵87

6.6合金鑄鐵88

6.6.1耐熱鑄鐵88

6.6.2耐磨鑄鐵88

6.6.3耐蝕鑄鐵88

小結(jié)89

習(xí)題89

第7章低合金鋼與合金鋼90

7.1概述90

7.2合金鋼的分類與牌號(hào)90

7.2.1合金鋼的分類90

7.2.2合金鋼牌號(hào)表示方法91

7.3合金元素在鋼中的作用91

7.3.1合金元素在鋼中的存在形式及作用91

7.3.2合金元素對(duì)鋼的熱處理和力學(xué)性能的影響92

7.4低合金鋼93

7.4.1低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼93

7.4.2易切削結(jié)構(gòu)鋼94

7.4.3低合金耐候鋼94

7.5機(jī)械合金結(jié)構(gòu)鋼94

7.5.1合金滲碳鋼94

7.5.2合金調(diào)質(zhì)鋼95

7.5.3合金彈簧鋼95

7.5.4超高強(qiáng)度鋼96

7.5.5滾動(dòng)軸承鋼96

小結(jié)97

習(xí)題97

第8章工具鋼、硬質(zhì)合金及特殊性能鋼98

8.1工具鋼的分類及編號(hào)98

8.1.1工具鋼的分類98

8.1.2工具鋼的編號(hào)98

8.2刃具鋼98

8.2.1刃具鋼的性能要求99

8.2.2碳素刃具鋼99

8.2.3低合金刃具鋼100

8.2.4高速鋼100

8.3模具鋼101

8.3.1冷作模具鋼101

8.3.2熱作模具鋼103

8.4量具鋼104

8.4.1量具鋼的性能要求104

8.4.2常用量具用鋼104

8.4.3量具鋼的熱處理特點(diǎn)104

8.5硬質(zhì)合金105

8.5.1硬質(zhì)合金生產(chǎn)簡(jiǎn)介105

8.5.2硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)105

8.5.3常用硬質(zhì)合金106

8.5.4鋼結(jié)硬質(zhì)合金106

8.6特殊性能鋼107

8.6.1不銹鋼107

8.6.2耐熱鋼108

小結(jié)108

習(xí)題109

第9章有色金屬材料110

9.1概述110

9.2鋁及其合金110

9.2.1純鋁111

9.2.2鋁合金111

9.2.3鋁合金的熱處理114

9.3銅及其合金114

9.3.1純銅114

9.3.2銅合金115

9.4鈦及其合金116

9.4.1純鈦116

9.4.2鈦合金116

9.4.3鈦合金的熱處理117

9.5滑動(dòng)軸承合金117

9.5.1對(duì)軸承合金性能的要求117

9.5.2滑動(dòng)軸承的性能和組織118

9.5.3常用滑動(dòng)軸承合金118

小結(jié)119

習(xí)題119

第10章非金屬材料及復(fù)合材料121

10.1概述121

10.2塑料和橡膠121

10.2.1塑料121

10.2.2橡膠125

10.2.3膠黏劑126

10.3陶瓷材料128

10.3.1陶瓷材料的類型和特點(diǎn)129

10.3.2常用陶瓷材料129

10.3.3常用陶瓷材料的性能、特點(diǎn)及用途129

10.4復(fù)合材料131

10.4.1復(fù)合材料的概念131

10.4.2復(fù)合材料的特點(diǎn)131

10.4.3常用復(fù)合材料的種類133

10.4.4纖維增強(qiáng)復(fù)合材料133

小結(jié)134

習(xí)題134

第11章幾種新材料的發(fā)展簡(jiǎn)介136

11.1概述136

11.2新型高溫材料136

11.2.1鐵基高溫合金136

11.2.2鎳基高溫合金137

11.2.3高溫陶瓷材料137

11.3超導(dǎo)材料138

11.3.1超導(dǎo)材料分類138

11.3.2超導(dǎo)材料的應(yīng)用138

11.4納米材料139

11.4.1納米材料的定義及分類139

11.4.2納米材料的結(jié)構(gòu)與性能139

11.4.3納米材料的應(yīng)用140

11.5其他新材料140

小結(jié)142

習(xí)題142

第12章機(jī)械零件的選材與工藝分析143

12.1選材的一般原則143

12.1.1材料的使用性能——選材的最主要依據(jù)143

12.1.2材料的工藝性能143

12.1.3材料的經(jīng)濟(jì)性能144

12.2零件的失效144

12.2.1機(jī)械零件失效的方式144

12.2.2機(jī)械零件失效的原因144

12.2.3零件失效分析的方法步驟145

12.3典型零件的選材及應(yīng)用實(shí)例145

12.3.1機(jī)床零件的選材分析145

12.3.2拖拉機(jī)及汽車零件的選材分析146

12.3.3典型零件的選材實(shí)例146

小結(jié)148

習(xí)題148

參考文獻(xiàn)149

全書共分12章，內(nèi)容主要包括：工程材料的分類與性能，金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶，鐵碳合金，鋼的熱處理，非合金鋼（碳鋼），鑄鐵，低合金鋼與合金鋼，工具鋼、硬質(zhì)合金及特殊性能鋼，有色金屬材料，非金屬材料及復(fù)合材料，幾種新材料的發(fā)展簡(jiǎn)介，機(jī)械零件的選材與工藝分析。

本教材在編寫順序上，按照由淺入深、循序漸進(jìn)、便于教學(xué)的思路，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。每章后附有小結(jié)和習(xí)題，以便于學(xué)生理解吸收本章學(xué)過的內(nèi)容。

本書適合高職高專院校機(jī)械類、近機(jī)械類專業(yè)使用，同時(shí)也適用于成人大學(xué)、中等專業(yè)學(xué)校和相關(guān)技術(shù)人員自學(xué)參考。

《金屬材料與熱處理》以培養(yǎng)實(shí)用性人才為目標(biāo)，以滿足目前就業(yè)市場(chǎng)需要為核心，對(duì)傳統(tǒng)的教材內(nèi)容作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力?！督饘俨牧吓c熱處理》內(nèi)容布局合理，文字精煉、準(zhǔn)確、通俗易懂，且圖文產(chǎn)茂、形象生動(dòng)；每章前有閱讀指導(dǎo)；章后有動(dòng)手練一練，每節(jié)后有快記站臺(tái)、你問我答、快樂燈塔，為學(xué)生學(xué)習(xí)和、教師教學(xué)、提供參考。

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