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第1篇 金属的热处理1

第1章 金属材料基础知识1

1.1 金属材料的性能1

1.1.1 金属材料的力学性能1

1.1.2 金属材料的物理性能3

1.1.3 金属材料的化学性能3

1.2 金属材料的晶体结构4

1.2.1 晶体与非晶体4

1.2.2 金属的实际晶体结构5

1.2.3 合金的相结构6

1.3 铁碳合金的基本组织与铁碳相图7

1.3.1 纯铁的同素异构转变7

1.3.2 铁碳合金的基本相7

1.3.3 铁碳合金相图8

思考题10

第2章 钢的热处理原理11

2.1 概述11

2.1.1 热处理的作用11

2.1.2 钢的临界温度11

2.2 钢在加热时的转变12

2.2.1 奥氏体形成的热力学条件12

2.2.2 奥氏体的形成过程12

2.2.3 影响奥氏体形成速度的因素14

2.2.4 奥氏体的晶粒度及其影响因素16

2.3 钢在冷却时的转变18

2.3.1 过冷奥氏体的等温转变曲线19

2.3.2 珠光体转变21

2.3.3 马氏体转变26

2.3.4 贝氏体转变30

2.3.5 过冷奥氏体的连续冷却转变曲线34

2.4 钢的回火转变37

2.4.1 淬火钢在回火时的组织转变37

2.4.2 淬火钢回火时力学性能的变化38

2.4.3 回火脆性40

思考题41

第3章 钢的热处理工艺42

3.1 钢的退火与正火42

3.1.1 钢的退火42

3.1.2 钢的正火45

3.1.3 退火和正火的选用45

3.2 钢的淬火45

3.2.1 淬火及其目的45

3.2.2 淬火工艺46

3.2.3 淬火方法48

3.2.4 钢的淬透性50

3.2.5 淬火缺陷及其防止53

3.3 钢的回火58

3.3.1 回火温度59

3.3.2 回火保温时间60

3.3.3 回火后的冷却60

3.4 钢的表面热处理60

3.4.1 表面淬火60

3.4.2 化学热处理62

3.5 热处理与表面处理新技术68

3.5.1 可控气氛热处理68

3.5.2 真空热处理69

3.5.3 形变热处理70

3.5.4 表面技术72

思考题75

第4章 有色金属及合金的热处理76

4.1 固溶处理76

4.1.1 基本概念76

4.1.2 合金固溶处理后的性能变化77

4.2 合金的时效77

4.2.1 时效过程中的组织变化78

4.2.2 时效过程中的性能变化79

4.2.3 时效方式80

思考题81

第2篇 金属材料82

第5章 钢的合金化基础82

5.1 合金元素与铁和碳的相互作用82

5.1.1 合金元素及其在钢中的分布82

5.1.2 合金元素与铁的相互作用82

5.1.3 合金元素与碳的相互作用84

5.1.4 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响85

5.2 合金元素对钢的热处理的影响86

5.2.1 合金元素对钢加热时奥氏体形成过程的影响86

5.2.2 合金元素对钢的过冷奥氏体分解转变的影响87

5.2.3 合金元素对淬火钢的回火的影响88

5.3 合金元素与钢的强韧化89

5.3.1 合金元素对钢的强度的影响89

5.3.2 提高钢韧性的途径90

5.4 钢的分类及编号91

5.4.1 碳钢的分类91

5.4.2 碳钢的编号92

5.4.3 合金钢的分类92

5.4.4 合金钢的编号93

思考题94

第6章 结构钢95

6.1 工程结构钢95

6.1.1 工程结构钢的性能要求95

6.1.2 工程结构钢的化学成分特点95

6.1.3 碳素结构钢96

6.1.4 低合金结构钢96

6.1.5 提高低合金结构钢性能的途径99

6.2 渗碳钢99

6.2.1 渗碳钢的性能要求99

6.2.2 渗碳钢的化学成分特点100

6.2.3 典型渗碳钢及其应用100

6.2.4 渗碳钢的热处理特点100

6.3 调质钢102

6.3.1 调质钢的性能要求102

6.3.2 调质钢的化学成分特点103

6.3.3 典型调质钢及其应用103

6.3.4 调质钢的热处理特点103

6.4 弹簧钢105

6.4.1 弹簧钢的性能要求105

6.4.2 弹簧钢的化学成分特点106

6.4.3 典型弹簧钢及应用106

6.4.4 弹簧钢的热处理特点106

6.5 滚动轴承钢108

6.5.1 滚动轴承钢的性能要求108

6.5.2 滚动轴承钢的化学成分特点108

6.5.3 典型滚动轴承钢及应用109

6.5.4 滚动轴承钢的热处理特点110

思考题110

第7章 工具钢112

7.1 刃具钢112

7.1.1 刃具钢的基本性能112

7.1.2 碳素刃具钢112

7.1.3 低合金刃具钢114

7.1.4 高速钢116

7.2 模具钢122

7.2.1 冷作模具钢122

7.2.2 热作模具钢127

7.2.3 塑料模具用钢130

7.3 量具钢132

7.3.1 量具用钢应具有的基本性能132

7.3.2 量具钢的选择133

7.3.3 量具钢的热处理133

思考题134

第8章 不锈钢与耐热钢135

8.1 不锈钢135

8.1.1 金属腐蚀的概念135

8.1.2 不锈钢的化学成分特点136

8.1.3 常用不锈钢136

8.2 耐热钢140

8.2.1 耐热钢的一般概念140

8.2.2 常用的耐热钢141

思考题144

第9章 铸铁146

9.1 铸铁的分类及石墨化146

9.1.1 铸铁的分类146

9.1.2 Fe-Fe3C和Fe-C双重相图147

9.1.3 铸铁的石墨化147

9.2 灰铸铁148

9.2.1 灰铸铁的成分、牌号及组织149

9.2.2 灰铸铁的性能150

9.2.3 灰铸铁的热处理151

9.3 可锻铸铁151

9.3.1 可锻铸铁的成分、牌号及用途151

9.3.2 可锻铸铁的石墨化退火153

9.4 球墨铸铁154

9.4.1 球墨铸铁的成分、牌号及用途154

9.4.2 球墨铸铁的热处理155

9.5 蠕墨铸铁156

9.6 合金铸铁157

9.6.1 耐磨铸铁157

9.6.2 耐热铸铁158

9.6.3 耐蚀铸铁158

思考题158

第10章 有色金属及合金159

10.1 铝及铝合金159

10.1.1 纯铝159

10.1.2 铝合金分类及热处理159

10.1.3 变形铝合金161

10.1.4 铸造铝合金163

10.2 镁及镁合金165

10.2.1 纯镁的性质165

10.2.2 镁的合金化及热处理165

10.2.3 常用镁合金166

10.3 钛及钛合金167

10.3.1 纯钛168

10.3.2 钛的合金化及钛合金的分类168

10.3.3 常用钛合金169

10.3.4 钛合金的热处理170

10.4 铜及铜合金171

10.4.1 纯铜171

10.4.2 黄铜171

10.4.3 青铜173

10.4.4 白铜175

思考题176

第3篇 其它材料简介177

第11章 非金属材料177

11.1 高分子材料177

11.1.1 高分子材料基础知识177

11.1.2 塑料178

11.1.3 橡胶180

11.1.4 纤维182

11.1.5 胶黏剂183

11.1.6 涂料184

11.2 陶瓷材料185

11.2.1 陶瓷的概念与分类185

11.2.2 陶瓷材料的特点185

11.2.3 传统陶瓷186

11.2.4 特种陶瓷186

11.3 复合材料189

11.3.1 复合材料的概念189

11.3.2 复合材料的特点189

11.3.3 常用复合材料的分类191

11.3.4 常用纤维增强复合材料简介191

思考题192

第12章 新型材料简介193

12.1 形状记忆合金193

12.1.1 形状记忆效应的机理193

12.1.2 形状记忆合金194

12.1.3 形状记忆合金的应用194

12.2 非晶态合金196

12.2.1 非晶态金属的结构特点197

12.2.2 非晶态金属性能特点及应用198

12.3 超导材料200

12.3.1 超导现象及超导材料的基本性质200

12.3.2 超导材料的分类及性能201

12.3.3 超导材料的应用202

12.4 贮氢合金203

12.4.1 金属氢化物贮氢技术原理203

12.4.2 金属氢化物贮氢材料应具备的条件204

12.4.3 贮氢合金分类及开发现状204

12.4.4 储氢合金的应用205

12.5 纳米材料207

12.5.1 纳米粒子的特性207

12.5.2 纳米材料分类209

12.5.3 纳米材料的性能及应用210

思考题211

参考文献212