金屬材料與熱處理

本書主要講授常用金屬材料的分類、編號、組織結構、力學性能、熱處理以及應用等方面的基本知識，全書以金屬材料的性能及改性為核心，並以金屬材料的性能與成分、組織結構、加工工藝(熱處理)之間的關係為主線貫穿始終。全書共分11章，包括：金屬材料的力學性能、金屬的晶體結構與結晶、金屬的塑性變形與再結晶、鋼的熱處理、工業用鋼、鑄鐵、有色金屬及合金、非金屬材料與複合材料及金屬材料的失效與選用等。本書可作為高職、高專、各類成人教育機械類專業的教材或培訓用書，也可供有關技術人員參考。 ^[1] 

緒論1

第1章金屬材料的力學性能3

11強度與塑性3

111拉伸試驗與拉伸曲線3

112剛度4

113強度5

114塑性6

115GB/T 228—2002與GB/T 228—1987

對比6

12硬度7

121布氏硬度7

122洛氏硬度8

123維氏硬度9

13衝擊韌度10

131擺錘式一次衝擊試驗10

132低温脆性11

14疲勞極限11

141疲勞現象11

142疲勞極限12

143提高疲勞極限的途徑12

複習與思考題112

第2章金屬的晶體結構與結晶14

21純金屬的晶體結構14

211晶體結構的基本概念14

212常見的金屬晶格類型15

213金屬的同素異構轉變16

22合金的晶體結構17

221合金的基本概念17

222合金的相結構18

23金屬的實際晶體結構20

231多晶體20

232晶體缺陷20

24純金屬的結晶22

241冷卻曲線與過冷度22

242純金屬的結晶過程22

243晶粒大小及控制23

25合金的結晶25

251二元合金相圖的建立25

252二元勻晶相圖26

253二元共晶相圖28

複習與思考題232

第3章鐵碳合金相圖34

31鐵碳合金的基本相及組織34

311鐵碳合金的基本相34

312鐵碳合金的基本組織35

32鐵碳合金相圖36

321相圖中的主要特性點37

322主要特性線38

323相區38

324鐵碳合金的分類38

33典型合金平衡結晶過程分析39

331共析鋼39

332亞共析鋼39

333過共析鋼40

334共晶白口鑄鐵41

335亞共晶白口鑄鐵42

336過共晶白口鑄鐵43

34鐵碳合金的性能與成分、組織的

關係44

341碳的質量分數對鐵碳合金平衡

組織的影響44

342碳的質量分數對鐵碳合金力學

性能的影響44

343鐵碳合金相圖的應用45

344相圖的侷限性46

複習與思考題347

第4章非合金鋼49

41雜質元素對非合金鋼性能的影響49

411錳的影響49

412硅的影響49

413硫的影響49

414磷的影響50

415非金屬夾雜物的影響50

42非合金鋼的分類50

421按鋼中碳的質量分數分類50

422按鋼的冶煉質量分類51

423按鋼的用途分類51

43常用非合金鋼51

431我國鋼鐵產品的牌號表示方法51

432碳素結構鋼51

433優質碳素結構鋼53 ^[1] 

434碳素工具鋼56

435碳素鑄鋼57

複習與思考題457

第5章鋼的熱處理59

51熱處理概述59

511熱處理的實質、目的和作用59

512熱處理的分類59

52鋼在加熱時的組織轉變60

521熱處理加熱目的和臨界温度60

522奧氏體晶粒度及其控制60

53鋼在冷卻時的組織轉變61

531過冷奧氏體等温冷卻轉變61

532馬氏體轉變64

533過冷奧氏體連續冷卻轉變65

54鋼的退火和正火67

541鋼的退火67

542鋼的正火68

55鋼的淬火68

551鋼的淬火68

552淬火工藝參數69

553常用的淬火方法70

554鋼的淬透性與淬硬性71

56鋼的回火71

561鋼的回火71

562鋼在回火時組織和力學性能的

變化72

563鋼的回火種類72

57表面熱處理73

571感應加熱表面淬火73

572火焰加熱表面淬火74

58化學熱處理74

581鋼的滲碳75

582滲氮75

59熱處理新技術簡介76

591可控氣氛熱處理76

592真空熱處理76

593形變熱處理77

594高能束表面熱處理77

595新型淬火冷卻介質77

510熱處理的質量控制78

5101鋼熱處理的主要缺陷78

5102熱處理對零件設計的要求79

複習與思考題579

第6章金屬的塑性變形與再結晶81

61金屬的塑性變形81

611單晶體的塑性變形81

612多晶體的塑性變形83

62冷塑性變形對金屬組織和性能的

影響84

621冷塑性變形對金屬性能的影響84

622冷塑性變形對金屬組織的影響85

63冷塑性變形金屬在加熱時的變化87

631回覆87

632再結晶87

633晶粒長大88

64金屬的熱變形加工89

641冷、熱變形加工的區別89

642熱變形加工對金屬組織和性能

的影響90

複習與思考題691

第7章低合金鋼和合金鋼93

71低合金鋼與合金鋼概述93

711低合金鋼和合金鋼93

712低合金鋼和合金鋼的分類93

72合金元素在鋼中的作用94

721合金元素與鐵、碳的作用94

722合金元素對鐵碳相圖的影響95

723合金元素對熱處理的影響97

724合金元素對鋼的工藝性能的

影響98

73低合金鋼與合金鋼的編號99

731合金結構鋼的編號99

732合金工具鋼與特殊性能鋼的

編號100

733專用鋼的編號100

74低合金鋼100

741低合金鋼的分類100

742低合金高強度鋼（HSLA）101

743低合金高耐候性鋼102

744低温用鋼103

75機器零件用鋼104

751合金滲碳鋼104

752合金調質鋼105

753合金彈簧鋼107

754滾動軸承鋼109 ^[1] 

76合金工具鋼110

761低合金刃具鋼110

762高速工具鋼111

763合金模具鋼115

764量具鋼118

77特殊性能鋼119

771不鏽鋼119

772耐熱鋼122

773高錳耐磨鋼124

複習與思考題7125

第8章鑄鐵128

81鑄鐵及其石墨化128

811鑄鐵的特點和分類128

812鑄鐵的石墨化129

813影響石墨化程度的主要因素130

82灰鑄鐵131

821灰鑄鐵的組織131

822灰鑄鐵的性能132

823灰鑄鐵的牌號和用途132

824灰鑄鐵的熱處理133

83球墨鑄鐵133

831球墨鑄鐵的化學成分和組織

特徵133

832球墨鑄鐵的牌號、性能和應用133

833球墨鑄鐵的熱處理134

84蠕墨鑄鐵135

841蠕墨鑄鐵的化學成分和組織

特徵135

842蠕墨鑄鐵的牌號、性能特點

及用途135

85可鍛鑄鐵136

851可鍛鑄鐵的化學成分和石墨

化退火136

852可鍛鑄鐵的牌號、性能特點

及用途137

86特殊性能鑄鐵138

861耐磨鑄鐵138

862耐熱鑄鐵138

863耐蝕鑄鐵139

複習與思考題8139

第9章有色金屬及其合金141

91鋁及鋁合金141

911純鋁的性能與用途141

912鋁合金的分類142

913鋁合金的時效硬化142

914變形鋁合金143

915鑄造鋁合金145

92銅及銅合金146

921純銅146

922銅合金的分類及牌號表示方法147

923黃銅148

924青銅149

925白銅151

93鈦及鈦合金151

931鈦及鈦合金的種類和性能151

932常用的鈦合金152

94滑動軸承合金154

941滑動軸承合金的性能和組織

要求154

942錫基和鉛基軸承合金(巴氏合金)155

943銅基和鋁基軸承合金155

複習與思考題9156

第10章非金屬材料及複合材料158

101塑料158

1011塑料的組成158

1012塑料的分類158

1013塑料的特性159

1014常用工程塑料159

102橡膠161

1021橡膠製品的組成 162

1022橡膠的分類162

1023常用的橡膠162

103陶瓷163

1031陶瓷的定義和分類163

1032陶瓷的生產過程164

1033陶瓷的性能164

1034常用的陶瓷 165

104複合材料166

1041複合材料的組成與基本類型166

1042複合材料的性能特點167

1043常用複合材料167

複習與思考題10168

第11章金屬材料的失效與選材170

111金屬材料的失效170

1111失效的概念170

1112失效形式170

1113失效的原因171

1114失效分析的一般過程 172

112金屬材料的合理選用173

1121金屬材料選材的一般原則173

1122金屬材料選材的方法與步驟 175

113典型零構件的選材175

1131軸類零件的選材175

1132齒輪類零件的選材 177

1133刃具的選材178

1134箱體類零件的選材179

複習與思考題11180

附錄182

附錄A實驗指導書182

附錄B平面布氏硬度值計算表197

附錄C黑色金屬硬度及強度換算表201

附錄D常用鋼種的臨界温度204

附錄E金屬熱處理工藝的分類及代號206

附錄F世界各國常用鋼號對照表209

參考文獻212 ^[1]