金屬學基礎

本書主要介紹金屬及其合金的化學成分、組織結構和性能之間的內在聯繫以及在各種條件下的變化規律，為發展和使用金屬材料而服務，併為後續的專業課程學習打下良好的基礎。本書以實用為原則，簡化純理論的推導，內容組織富有知識性、趣味性。 全書除緒論外共分為八章，內容包括金屬材料的性能、金屬的晶體結構、純金屬的結晶、二元合金的相結構與結晶、鐵碳合金相圖、鋼鐵生產與非合金鋼、三元合金相圖、金屬的塑性變形與再結晶。每章後面都附有小結及可供選做的綜合訓練，以利於讀者掌握、理解知識，提高解決實際問題的能力。 ^[1] 

本書為職業教育金屬材料與熱處理技術專業的規劃教材，也可供金屬熱加工類各專業學生使用或相關工程技術人員參考。

前言

緒論

一、金屬材料的分類及其在現代工業中的地位

二、金屬學的研究內容和發展概況

三、課程的性質、任務、特點和學習方法

第一章金屬材料的性能

第一節金屬的物理性能和化學性能

一、金屬的物理性能

二、金屬的化學性能

第二節金屬的力學性能

一、金屬靜拉伸試驗

二、彈性模量與剛度

三、常用強度指標

四、常用塑性指標

五、硬度

六、衝擊韌度

七、金屬疲勞

第三節金屬的工藝性能

一、鑄造性能

二、鍛造性能

三、焊接性能

四、切削加工性能

五、熱處理性能

本章小結

綜合訓練

第二章金屬的晶體結構

第一節金屬

一、金屬的特性及其原子結構特點

二、金屬鍵

三、金屬原子間的作用力和結合能

第二節純金屬的晶體結構

一、晶體結構的基本概念

二、典型金屬的晶體結構

三、晶向指數和晶面指數

四、晶體中的密排面和密排方向

五、晶體的各向異性

六、金屬的同素異構轉變

第三節金屬的實際晶體結構

一、點缺陷

二、線缺陷

三、面缺陷

本章小結

綜合訓練

第三章純金屬的結晶

第一節金屬的結晶現象

一、金屬結晶的宏觀現象

二、金屬結晶的微觀過程

第二節金屬的結晶條件

一、金屬結晶的結構條件

二、金屬結晶的熱力學條件

第三節晶核的形成與長大

一、均勻形核

二、非均勻形核

三、晶核的長大

四、晶粒大小及控制

第四節鑄錠的組織與缺陷

一、鑄錠的結晶與組織

二、鑄錠的組織缺陷

本章小結

綜合訓練

第四章二元合金的相結構與結晶

第一節合金的基本概念

一、合金

二、組元及合金系

三、相和組織

第二節合金的相結構

一、固溶體

二、金屬化合物

三、合金的組織類型

第三節二元合金相圖的建立

一、二元合金相圖的表示方法

二、二元合金相圖的測定方法

三、相律

第四節勻晶相圖

一、相圖分析

二、平衡結晶及其組織

三、槓桿定律

四、固溶體的非平衡結晶

第五節二元共晶相圖

一、相圖分析

二、典型合金的平衡結晶及其組織

三、合金的相組分與組織組分

四、非平衡結晶及組織

五、重力偏析

第六節二元包晶相圖

一、相圖分析

二、典型合金的平衡結晶及其組織

三、包晶合金的非平衡結晶

第七節其他類型的相圖

一、二組元間形成化合物的相圖

二、具有固態相變的二元合金相圖

第八節二元合金相圖的分析和使用

一、二元合金相圖的基本規律

二、二元合金相圖的分析步驟

三、合金性能與相圖的關係

四、二元合金相圖的侷限性

本章小結

綜合訓練

第五章鐵碳合金相圖

第一節鐵碳合金的基本相

一、鐵素體

二、奧氏體

三、滲碳體

第二節鐵碳合金相圖

一、相圖中的主要特性點

二、相圖中的特性線

三、相區

四、鐵碳合金的分類

第三節鐵碳合金的平衡結晶及組織

一、工業純鐵

二、共析鋼

三、亞共析鋼

四、過共析鋼

五、共晶白口鑄鐵

六、亞共晶白口鑄鐵

七、過共晶白口鑄鐵

第四節鐵碳合金的性能與成分、組織的關係

一、碳的質量分數對鐵碳合金平衡組織的影響

二 、碳的質量分數對鐵碳合金力學性能的影響

三、鐵碳合金相圖的應用

四、相圖的侷限性

本章小結

綜合訓練

第六章鋼鐵生產與非合金鋼

第一節鋼鐵生產

一、鍊鐵

二、鍊鋼

三、鋼的澆注

四、鋼的軋製和鋼材產品

第二節雜質元素對非合金鋼性能的影響

一、錳的影響

二、硅的影響

三、硫的影響

四、磷的影響

五、氮、氧、氫的影響

第三節常用非合金鋼

一、非合金鋼的分類

二、我國鋼鐵產品的牌號表示方法

三、碳素結構鋼

四、優質碳素結構鋼

五、碳素工具鋼

六、鑄造碳鋼

本章小結

綜合訓練

第七章三元合金相圖

第一節三元合金相圖基礎

一、三元合金相圖成分表示法

二、三元系中的直線法則、槓桿定律和重心法則

第二節三元勻晶相圖

一、相圖分析

二、等温截面

三、變温截面

四、投影圖

第三節三元共晶相圖

一、相圖分析

二、等温截面

三、變温截面

四、投影圖

第四節三元合金相圖的應用舉例

一、Fe.C.Si三元系變温截面

二、Fe.C.Cr三元系等温截面

本章小結

綜合訓練

第八章金屬的塑性變形與再結晶

第一節金屬的塑性變形

一、單晶體的塑性變形

二、多晶體的塑性變形

三、合金的塑性變形

第二節塑性變形對金屬組織和性能的影響

一、冷塑性變形對金屬組織的影響

二、塑性變形對金屬性能的影響

三、殘餘應力

第三節冷塑性變形金屬在加熱時的變化

一、回覆

二、再結晶

三、晶粒長大

第四節金屬的熱加工

一、冷加工與熱加工

二、熱加工的温度範圍

三、熱加工對金屬組織和性能的影響

本章小結

綜合訓練

附錄

附錄A實驗指導書

實驗一金屬的硬度測試

實驗二金屬的衝擊試驗

實驗三鹽類結晶過程觀察

實驗四用熱分析法測定二元合金相圖

實驗五金相顯微鏡的使用

實驗六鐵碳合金平衡組織的觀察

附錄B金屬學專業術語中英文對照表

附錄C鋼鐵冶金工作者用化學元素週期表

參考文獻