金屬材料與熱處理

全書共分12章，內容主要包括：工程材料的分類與性能，金屬的晶體結構與結晶，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、硬質合金及特殊性能鋼，有色金屬材料，非金屬材料及複合材料，幾種新材料的發展簡介，機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、便於教學的思路，注重培養學生分析問題和解決問題的能力。每章後附有小結和習題，以便於學生理解吸收本章學過的內容。

本書適合高職高專院校機械類、近機械類專業使用，同時也適用於成人大學、中等專業學校和相關技術人員自學參考。 ^[1] 

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複合材料5

1.2工程材料的性能5

1.2.1物理性能6

1.2.2化學性能8

1.2.3力學性能9

1.2.4工藝性能16

小結17

習題17

第2章金屬的晶體結構與結晶19

2.1金屬的晶體結構19

2.1.1晶體的結構19

2.1.2常見金屬的晶格類型20

2.2合金的晶體結構21

2.2.1基本概念21

2.2.2合金的相結構22

2.3實際金屬的晶體結構23

2.4純金屬的結晶與同素異晶轉變24

2.4.1冷卻曲線與過冷度25

2.4.2金屬的結晶過程25

2.4.3金屬結晶後的晶粒大小25

2.4.4金屬的同素異構現象26

小結26

習題27

第3章鐵碳合金28

3.1鐵碳合金基本組織28

3.1.1純鐵的同素異構轉變28

3.1.2鐵碳合金的基本組織28

3.2鐵碳合金狀態圖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典型鐵碳合金結晶過程分析32

3.3.1共析鋼的結晶過程33

3.3.2亞共析鋼的結晶過程34

3.3.3過共析鋼的結晶過程35

3.3.4共晶白口鑄鐵的結晶過程36

3.3.5亞共晶白口鑄鐵的結晶過程36

3.3.6過共晶白口鑄鐵的結晶過程38

3.4鐵碳合金中碳的質量分數對性能的影響38

3.4.1碳的質量分數對鐵碳合金力學性能的影響39

3.4.2碳的質量分數對工藝性能的影響40

3.5鐵碳合金相圖的應用41

3.5.1在選材方面的應用41

3.5.2在鑄造方面的應用41

3.5.3在鍛造、軋製方面的應用41

3.5.4在熱處理方面的應用42

小結42

習題42

第4章鋼的熱處理44

4.1概述44

4.2鋼在加熱時的轉變45

4.2.1鋼臨界轉變温度45

4.2.2鋼在加熱時的組織轉變46

4.3鋼在冷卻時的組織轉變48

4.3.1過冷奧氏體的等温轉變圖49

4.3.2過冷奧氏體在連續冷卻條件下的轉變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淬火温度的選擇56

4.5.2保温時間56

4.5.3淬火冷卻介質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鋼在回火時組織和性能的變化62

4.6.2回火方法及其應用62

4.7其他熱處理工藝63

4.7.1鋼的表面淬火63

4.7.2鋼的化學熱處理66

小結68

習題68

第5章非合金鋼（碳鋼）70

5.1鋼中的雜質元素及其影響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量分數分類71

5.2.2按非合金鋼主要質量等級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）的牌號及用途72

5.3.1普通碳素結構鋼72

5.3.2優質碳素結構鋼73

5.3.3碳素工具鋼74

5.3.4鑄造碳鋼75

小結76

習題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按石墨的形態分類80

6.2.3按化學成分分類80

6.3普通灰鑄鐵80

6.3.1灰鑄鐵的化學成分、顯微組織和性能80

6.3.2灰鑄鐵的孕育處理（變質處理）81

6.3.3灰鑄鐵的牌號及用途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89

習題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90

7.2.1合金鋼的分類90

7.2.2合金鋼牌號表示方法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合金元素對鋼的熱處理和力學性能的影響92

7.4低合金鋼93

7.4.1低合金高強度結構鋼93

7.4.2易切削結構鋼94

7.4.3低合金耐候鋼94

7.5機械合金結構鋼94

7.5.1合金滲碳鋼94

7.5.2合金調質鋼95

7.5.3合金彈簧鋼95

7.5.4超高強度鋼96

7.5.5滾動軸承鋼96

小結97

習題97

第8章工具鋼、硬質合金及特殊性能鋼98

8.1工具鋼的分類及編號98

8.1.1工具鋼的分類98

8.1.2工具鋼的編號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104

8.5硬質合金105

8.5.1硬質合金生產簡介105

8.5.2硬質合金的性能特點105

8.5.3常用硬質合金106

8.5.4鋼結硬質合金106

8.6特殊性能鋼107

8.6.1不鏽鋼107

8.6.2耐熱鋼108

小結108

習題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滑動軸承合金117

9.5.1對軸承合金性能的要求117

9.5.2滑動軸承的性能和組織118

9.5.3常用滑動軸承合金118

小結119

習題119

第10章非金屬材料及複合材料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、特點及用途129

10.4複合材料131

10.4.1複合材料的概念131

10.4.2複合材料的特點131

10.4.3常用複合材料的種類133

10.4.4纖維增強複合材料133

小結134

習題134

第11章幾種新材料的發展簡介136

11.1概述136

11.2新型高温材料136

11.2.1鐵基高温合金136

11.2.2鎳基高温合金137

11.2.3高温陶瓷材料137

11.3超導材料138

11.3.1超導材料分類138

11.3.2超導材料的應用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納米材料的結構與性能139

11.4.3納米材料的應用140

11.5其他新材料140

小結142

習題142

第12章機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143

12.1.2材料的工藝性能143

12.1.3材料的經濟性能144

12.2零件的失效144

12.2.1機械零件失效的方式144

12.2.2機械零件失效的原因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用實例145

12.3.1機牀零件的選材分析145

12.3.2拖拉機及汽車零件的選材分析146

12.3.3典型零件的選材實例146

小結148

習題148

參考文獻149 ^[1]