金屬材料及熱處理

本書從機械工程的應用角度出發，解釋金屬學基本原理、相圖基本原理等理論知識，分析鋼鐵材料的化學成分、組織結構與性能關係，系統地介紹鋼鐵材料的分類、鋼鐵材料常用的熱處理工藝；介紹機械工程領域常用的有色金屬材料、高温合金、鈦合金及其他先進金屬材料等的分類、特點及應用。適合高等院校在校學生及社會工程技術人員使用。包含：（1）緒論：材料的分類及應用（2）材料的性能：材料的力學性能、物化性能及工藝性能（3）材料的結構：晶體結構的概念、實際金屬的晶體的結構（4）材料的凝固：純金屬和合金的結晶、鐵碳合金相圖（5）金屬的塑形變形：金屬的形變強化、塑性變形金屬在加熱時的變化（6）金屬材料的熱處理：熱處理原理、普通熱處理、表面熱處理（7）碳鋼和合金鋼：結構鋼、工具鋼等（8）鑄鐵和鑄鋼：鑄鐵概述、鑄鐵的分類、鑄鋼（9）其他金屬材料：有色金屬材料、其他先進金屬材料的種類、分類及應用；（10）材料的選用：零件的失效分析、材料的選用。

第1章金屬材料的性能1

1.1金屬材料的使用性能1

1.2金屬材料的工藝性能9

思考練習題10

第2章金屬材料的結構11

2.1原子的結合方式11

2.2晶體結構基本常識13

2.3常見金屬的晶體結構16

2.4實際金屬的晶體結構18

2.5合金的晶體結構21

思考練習題24

第3章純金屬和合金的結晶25

3.1純金屬的結晶25

3.2合金的結晶28

思考練習題38

第4章鐵碳合金相圖39

4.1鐵碳合金的組元、相和基本組織39

4.2鐵碳合金相圖分析43

4.3典型鐵碳合金的平衡結晶過程47

4.4含碳量與鐵碳合金組織和性能的關係52

思考練習題54

第5章鋼的熱處理原理55

5.1概述55

5.2鋼在加熱時的轉變56

5.3鋼在冷卻時的轉變59

思考練習題67

第6章鋼的熱處理工藝68

6.1鋼的普通熱處理68

6.2鋼的表面熱處理78

6.3其他熱處理工藝81

思考練習題86

第7章金屬的塑性變形與再結晶87

7.1金屬的塑性變形87

7.2冷塑性變形對金屬組織與性能的影響92

7.3回覆與再結晶95

7.4金屬的熱加工97

7.5金屬的強化機制99

思考練習題103

第8章工業用鋼104

8.1鋼的質量、分類和牌號104

8.2合金元素在鋼中的作用109

8.3工程構件用鋼114

8.4機器零件用鋼117

8.5工具鋼124

8.6特殊性能鋼131

思考練習題139

第9章鑄鐵140

9.1概述140

9.2鑄鐵的分類及石墨化140

9.3灰鑄鐵145

9.4球墨鑄鐵148

9.5蠕墨鑄鐵150

9.6可鍛鑄鐵152

9.7合金鑄鐵153

思考練習題154

第10章有色金屬及合金156

10.1鋁及鋁合金156

10.2銅及銅合金163

10.3鈦及鈦合金170

10.4鎳及鎳合金174

10.5鎂及鎂合金177

思考練習題180

第11章常用機械零件的選材181

11.1選材的依據和基本原則181

11.2常見材料機械性能指標在選材中的應用182

11.3常用機械零件的選材184

思考練習題189

附錄A化學元素週期表191

附錄B黑色金屬的硬度及強度換算值*193

附錄C國內外部分鋼號對照195

附錄D常用結構鋼的退火及正火工藝規範197

附錄E常用鋼的回火温度與硬度對照表198

參考文獻200

徐林紅，女，中國地質大學機電學院副教授，國*級在線開放精品課程“金屬材料及熱處理”課程負責人。2010年5月畢業於武漢理工大學，獲機械製造與自動化專業博士學位。2008年5月～2009年5 得到國家留學基金資助，在瑞典隆德大學工業製造系從事難加工材料可切削加工性預測方法和精密加工技術的訪問研究。主要研究方向為切削加工技術、虛擬設計與製造及材料表面強化工程。曾在東風汽車公司從事設計和製造工藝工作多年，在製造工藝和特殊加工技術方面積累了豐富經驗 主要研究方向：1、切削加工技術 微切削原理、切削過程仿真、刀具磨損機理研究、難加工材料的可加工性 2、材料表面強化技術 熱處理過程仿真、材料熱處理變形機理、先進表面強化技術3、機電一體化設備的研發 單片機開發、信號檢測、系統集成設計。饒建華，男，湖北省孝感人，博士，教授。主要從事機械工程學科領域的教學與科研工作，主講的本科生課程有 “金屬材料及熱處理” 、“機械原理”及“機械工程導論”等。