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第1章 金属及合金的晶体结构2

材料的地位和分类2

决定金属材料性能的基本因素3

金属与合金4

基本概念4

原子结构4

原子间的键合6

金属的晶体结构7

空间点阵、晶格、晶胞7

晶面指数和晶向指数10

纯金属的典型晶体结构12

各向异性和多晶型性16

实际金属的晶体缺陷17

点缺陷17

线缺陷18

面缺陷22

合金的相结构27

合金系统、相及其分类27

固溶体29

中间相（金属化合物）33

复习思考题34

第2章 金属及合金的相图36

二元合金相图36

二元合金相图的建立和表示方法36

相律和杠杆定律38

二元相图的基本类型39

三元合金相图44

三元相图的成分表示方法44

三元匀晶相图45

组元在固态完全互不溶解的三元共晶相图48

实际三元相图举例51

复习思考题52

第3章 金属与合金的结晶53

结晶的基本规律53

结晶过程53

结晶热力学条件54

形核54

晶核的长大59

固溶体的结晶和组织62

平衡结晶62

非平衡结晶64

组成过冷64

区域偏析65

组成过冷对晶体形状和铸锭组织的影响66

金属铸锭的组织和缺陷67

铸锭的组织67

铸锭的缺陷68

复习思考题70

第4章 铁碳合金及Fe-Fe3 C相图71

铁碳合金中的基本相71

铁（Fe）71

铁与碳的化合物（Fex Cy）72

Fe-Fe3 C相图分析73

Fe-Fe3 C平衡相图73

铁碳合金的平衡结晶过程及平衡组织76

碳含量对铁碳合金平衡组织和性能的影响80

复习思考题81

第5章 金属及合金的塑性变形82

应力与应变82

真应力-真应变曲线82

工程应力-应变曲线83

金属及合金的弹性变形84

弹性变形的宏观定律84

弹性应变能84

影响弹性形变的内在因素84

单晶体的塑性变形85

滑移85

孪生93

多晶体的塑性变形94

多晶体塑性变形的特点94

晶粒大小对塑性变形的影响95

上、下屈服点和吕德斯带96

塑性变形对金属组织和性能的影响97

塑性变形对金属组织结构的影响97

塑性变形对金属性能的影响99

金属的断裂100

断裂的基本形式100

金属的断裂过程及断口特征102

影响断裂的基本因素105

复习思考题106

第6章 金属及合金的回复与再结晶107

变形金属与合金在加热时的变化107

显微组织的变化107

储存能及内应力的变化107

力学性能的变化108

物理性能的变化108

回复108

回复动力学108

回复机制109

再结晶110

再结晶晶核的形成与长大110

影响再结晶的因素112

晶粒长大114

正常晶粒长大114

晶粒的异常长大116

再结晶退火后的组织116

金属的热加工118

动态回复118

动态再结晶119

热加工后组织与性能120

复习思考题121

第7章 金属及合金中的扩散122

扩散现象及定义122

扩散现象122

扩散的定义123

金属中的扩散理论概要124

扩散定律124

扩散定律在固态相变中的应用124

原子的运动和扩散系数126

扩散机理127

原子迁移的热力学分析129

扩散的驱动力129

原子热激活跃迁130

实际金属中的扩散131

纯金属中的自扩散131

金属晶体结构对扩散系数的影响132

固态相变中原子的迁移134

温度对扩散的影响134

体扩散和晶界扩散135

碳原子在钢中的扩散135

合金元素的扩散136

铁原子的自扩散137

复习思考题137

第8章 金属固态相变原理140

金属固态相变概论140

固态相变的类型140

固态相变的特点142

钢的加热转变146

奥氏体的组织结构146

奥氏体的形成147

奥氏体形成动力学149

奥氏体晶粒长大及控制151

钢的冷却转变概述154

过冷奥氏体的等温转变图（TTT图）154

过冷奥氏体的连续冷却转变图（CC T图）155

影响冷却转变的因素157

共析分解与珠光体160

珠光体的组织结构和定义160

珠光体的组织形态160

共析分解过程162

粒状珠光体的形成164

先共析相的析出165

影响珠光体转变组织的内在因素167

马氏体相变167

马氏体相变的基本特征167

马氏体相变及马氏体的定义169

钢中马氏体的物理本质169

Fe-C合金马氏体相变热力学条件172

马氏体的形核与长大173

奥氏体的热稳定化和残留奥氏体174

马氏体的机械性能175

贝氏体相变176

贝氏体的组织形貌176

贝氏体相变的过渡性特征178

贝氏体的定义180

关于贝氏体相变机制181

钢中贝氏体的机械性能181

淬火钢的回火转变182

碳素钢马氏体的脱溶183

回火时α相的变化185

残余奥氏体的转变187

回火硬度曲线和二次硬化188

淬火钢回火组织的概念189

回火组织的力学性能190

回火脆性191

复习思考题191

第9章 金属热处理工艺193

加热工艺193

加热速度193

加热温度的选择194

升温、保温时间195

钢的退火与正火196

钢的退火196

钢的正火203

钢的淬火和回火203

钢的淬火203

钢的回火209

钢的形变热处理209

高温形变热处理209

低温形变热处理210

钢的表面淬火211

感应加热原理211

感应加热表面淬火的特点212

钢的化学热处理213

化学热处理的基本原理和过程213

渗碳214

氮化215

碳氮共渗215

复习思考题216

第10章 工业用钢总论218

钢的分类及编号218

钢的分类219

碳素钢的编号（GB／T 221—2000）220

合金钢的编号（GB／T 221—2000）220

合金相概述221

合金钢是一个复杂系统221

合金元素在系统中的分布状态221

合金元素与铁的相互作用222

合金元素与碳的相互作用223

钢中的金属间化合物223

合金元素对Fe-C相图的影响223

合金元素对加热转变的影响224

合金元素对过冷奥氏体转变的影响225

合金元素对淬火钢回火转变的影响225

合金元素对钢性能的影响226

力学性能与组织的关系227

合金元素对钢强韧性的影响228

复习思考题230

第11章 工程构件用钢231

工程构件用钢的用途及特点231

工程构件用钢的用途及性能要求231

工程构件用钢的机械性能特点231

合金元素对构件用钢性能的影响233

钢的宏观组织及杂质的作用234

钢的物理不均匀性234

钢的化学不均匀性236

碳和杂质元素对钢组织和性能的影响237

工程构件用钢钢种240

普通碳素工程构件用钢240

低合金工程构件用钢244

微合金化钢246

低碳贝氏体型钢和铁素体-马氏体双相钢248

低合金高强度钢的发展趋势250

复习思考题251

第12章 机械制造用结构钢252

调质钢252

调质钢的工作条件及对性能的要求252

调质钢的合金化253

常用调质钢253

调质钢的冶金质量254

调质钢的热处理特点255

渗碳钢256

渗碳钢的服役条件和对性能的要求256

渗碳钢的合金化257

常用渗碳钢258

渗碳钢的热处理特点259

贝氏体渗碳钢259

弹簧钢260

弹簧的服役条件和性能要求260

弹簧钢的合金化260

典型弹簧钢261

弹簧钢的热处理特点261

轴承钢262

滚动轴承的服役条件及对性能的要求262

轴承钢的合金化263

轴承钢的热处理特点264

复习思考题265

第13章 工模具用钢266

刃具钢266

刃具钢的服役条件和性能要求266

碳素工具钢267

低合金刃具钢267

高速钢268

高速钢的服役条件和性能特点268

高速钢的合金化268

高速钢中的组成相和碳化物的不均匀性269

高速钢的热处理特点270

高速钢的发展270

模具钢271

冷作模具钢271

热作模具钢273

塑料模具钢275

轧制工具钢276

复习思考题277

第14章 特殊性能钢278

不锈耐酸钢278

金属的腐蚀278

不锈钢的合金化280

不锈钢的组织与分类282

马氏体不锈钢283

铁素体不锈钢285

奥氏体不锈钢287

其它类型不锈钢289

耐热钢290

耐热钢的热稳定性和热强性290

常用耐热钢及热处理292

耐磨钢295

钢的耐磨性及其影响因素295

高锰钢296

低合金耐磨钢及石墨钢297

复习思考题298

第15章 铸铁299

铸铁的石墨化及分类299

铁碳合金双重相图299

铸铁的石墨化299

铸铁的分类300

工业常用铸铁302

灰口铸铁302

球墨铸铁303

蠕墨铸铁304

可锻铸铁304

合金铸铁305

复习思考题306

第16章 有色金属及合金307

有色金属及合金概论307

有色金属的分类及编号307

有色合金的分类及编号307

有色金属及合金的用途308

有色金属及合金的生产309

有色金属的合金化310

铜及铜合金311

工业纯铜311

黄铜311

青铜312

铝及其合金314

工业纯铝314

铝合金315

钛及钛合金319

纯钛319

钛的合金化320

钛合金的热处理320

复习思考题322

第17章 新型金属材料323

金属功能材料323

电磁材料323

形状记忆合金327

贮氢合金328

金属亚稳材料329

纳米材料330

非晶态材料331

有序金属间化合物结构材料333

金属间化合物的基本结构333

金属间化合物材料的性能特点335

金属间化合物工程合金336

复习思考题339

参考文献340