本書著重介紹了金屬材料及熱處理的知識(shí)，也介紹了一些常用的非金屬材料和新型材料，同時(shí)介紹了當(dāng)前工程材料的新工藝、新進(jìn)展。全書共分3篇12章。第1篇講述了金屬的熱處理，簡(jiǎn)要介紹了金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)介紹了鋼的熱處理原理與工藝。第2篇講述了金屬材料，在介紹鋼合金化原理的基礎(chǔ)上，分別介紹了常用金屬材料的性能、成分、熱處理及用途，包括結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、不銹鋼與耐熱鋼、鑄鐵和有色金屬及合金。第3篇講述了其它材料，簡(jiǎn)要介紹了高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料以及新型材料。
本書適用于材料成型與控制工程專業(yè)、冶金工程專業(yè)及表面工程專業(yè)方向的本科教學(xué)，也可供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
第1篇金屬的熱處理
第1章金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)1
1.1金屬材料的性能1
1.1.1金屬材料的力學(xué)性能1
1.1.2金屬材料的物理性能3
1.1.3金屬材料的化學(xué)性能3
1.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)4
1.2.1晶體與非晶體4
1.2.2金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)5
1.2.3合金的相結(jié)構(gòu)6
1.3鐵碳合金的基本組織與鐵碳相圖7
1.3.1純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變7
1.3.2鐵碳合金的基本相7
1.3.3鐵碳合金相圖8
思考題10
第2章鋼的熱處理原理11
2.1概述11
2.1.1熱處理的作用11
2.1.2鋼的臨界溫度11
2.2鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變12
2.2.1奧氏體形成的熱力學(xué)條件12
2.2.2奧氏體的形成過程12
2.2.3影響奧氏體形成速度的因素14
2.2.4奧氏體的晶粒度及其影響因素16
2.3鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變18
2.3.1過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變曲線19
2.3.2珠光體轉(zhuǎn)變21
2.3.3馬氏體轉(zhuǎn)變26
2.3.4貝氏體轉(zhuǎn)變30
2.3.5過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變
曲線34
2.4鋼的回火轉(zhuǎn)變37
2.4.1淬火鋼在回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變37
2.4.2淬火鋼回火時(shí)力學(xué)性能的變化38
2.4.3回火脆性40
思考題41
第3章鋼的熱處理工藝42
3.1鋼的退火與正火42
3.1.1鋼的退火42
3.1.2鋼的正火45
3.1.3退火和正火的選用45
3.2鋼的淬火45
3.2.1淬火及其目的45
3.2.2淬火工藝46
3.2.3淬火方法48
3.2.4鋼的淬透性50
3.2.5淬火缺陷及其防止53
3.3鋼的回火58
3.3.1回火溫度59
3.3.2回火保溫時(shí)間60
3.3.3回火后的冷卻60
3.4鋼的表面熱處理60
3.4.1表面淬火60
3.4.2化學(xué)熱處理62
3.5熱處理與表面處理新技術(shù)68
3.5.1可控氣氛熱處理68
3.5.2真空熱處理69
3.5.3形變熱處理70
3.5.4表面技術(shù)72
思考題75
第4章有色金屬及合金的熱處理76
4.1固溶處理76
4.1.1基本概念76
4.1.2合金固溶處理后的性能變化77
4.2合金的時(shí)效77
4.2.1時(shí)效過程中的組織變化78
4.2.2時(shí)效過程中的性能變化79
4.2.3時(shí)效方式80
思考題81
第2篇金 屬 材 料
第5章鋼的合金化基礎(chǔ)82
5.1合金元素與鐵和碳的相互作用82
5.1.1合金元素及其在鋼中的分布82
5.1.2合金元素與鐵的相互作用82
5.1.3合金元素與碳的相互作用84
5.1.4合金元素對(duì)Fe-Fe3C相圖的影響85
5.2合金元素對(duì)鋼的熱處理的影響86
5.2.1合金元素對(duì)鋼加熱時(shí)奧氏體形成
過程的影響86
5.2.2合金元素對(duì)鋼的過冷奧氏體分解
轉(zhuǎn)變的影響87
5.2.3合金元素對(duì)淬火鋼的回火的
影響88
5.3合金元素與鋼的強(qiáng)韌化89
5.3.1合金元素對(duì)鋼的強(qiáng)度的影響89
5.3.2提高鋼韌性的途徑90
5.4鋼的分類及編號(hào)91
5.4.1碳鋼的分類91
5.4.2碳鋼的編號(hào)92
5.4.3合金鋼的分類92
5.4.4合金鋼的編號(hào)93
思考題94
第6章結(jié)構(gòu)鋼95
6.1工程結(jié)構(gòu)鋼95
6.1.1工程結(jié)構(gòu)鋼的性能要求95
6.1.2工程結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)95
6.1.3碳素結(jié)構(gòu)鋼96
6.1.4低合金結(jié)構(gòu)鋼96
6.1.5提高低合金結(jié)構(gòu)鋼性能的途徑99
6.2滲碳鋼99
6.2.1滲碳鋼的性能要求99
6.2.2滲碳鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)100
6.2.3典型滲碳鋼及其應(yīng)用100
6.2.4滲碳鋼的熱處理特點(diǎn)100
6.3調(diào)質(zhì)鋼102
6.3.1調(diào)質(zhì)鋼的性能要求102
6.3.2調(diào)質(zhì)鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)103
6.3.3典型調(diào)質(zhì)鋼及其應(yīng)用103
6.3.4調(diào)質(zhì)鋼的熱處理特點(diǎn)103
6.4彈簧鋼105
6.4.1彈簧鋼的性能要求105
6.4.2彈簧鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)106
6.4.3典型彈簧鋼及應(yīng)用106
6.4.4彈簧鋼的熱處理特點(diǎn)106
6.5滾動(dòng)軸承鋼108
6.5.1滾動(dòng)軸承鋼的性能要求108
6.5.2滾動(dòng)軸承鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)108
6.5.3典型滾動(dòng)軸承鋼及應(yīng)用109
6.5.4滾動(dòng)軸承鋼的熱處理特點(diǎn)110
思考題110
第7章工具鋼112
7.1刃具鋼112
7.1.1刃具鋼的基本性能112
7.1.2碳素刃具鋼112
7.1.3低合金刃具鋼114
7.1.4高速鋼116
7.2模具鋼122
7.2.1冷作模具鋼122
7.2.2熱作模具鋼127
7.2.3塑料模具用鋼130
7.3量具鋼132
7.3.1量具用鋼應(yīng)具有的基本性能132
7.3.2量具鋼的選擇133
7.3.3量具鋼的熱處理133
思考題134
第8章不銹鋼與耐熱鋼135
8.1不銹鋼135
8.1.1金屬腐蝕的概念135
8.1.2不銹鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)136
8.1.3常用不銹鋼136
8.2耐熱鋼140
8.2.1耐熱鋼的一般概念140
8.2.2常用的耐熱鋼141
思考題144
第9章鑄鐵146
9.1鑄鐵的分類及石墨化146
9.1.1鑄鐵的分類146
9.1.2Fe-Fe3C和Fe-C雙重相圖147
9.1.3鑄鐵的石墨化147
9.2灰鑄鐵148
9.2.1灰鑄鐵的成分、牌號(hào)及組織149
9.2.2灰鑄鐵的性能150
9.2.3灰鑄鐵的熱處理151
9.3可鍛鑄鐵151
9.3.1可鍛鑄鐵的成分、牌號(hào)及用途151
9.3.2可鍛鑄鐵的石墨化退火153
9.4球墨鑄鐵154
9.4.1球墨鑄鐵的成分、牌號(hào)及用途154
9.4.2球墨鑄鐵的熱處理155
9.5蠕墨鑄鐵156
9.6合金鑄鐵157
9.6.1耐磨鑄鐵157
9.6.2耐熱鑄鐵158
9.6.3耐蝕鑄鐵158
思考題158
第10章有色金屬及合金159
10.1鋁及鋁合金159
10.1.1純鋁159
10.1.2鋁合金分類及熱處理159
10.1.3變形鋁合金161
10.1.4鑄造鋁合金163
10.2鎂及鎂合金165
10.2.1純鎂的性質(zhì)165
10.2.2鎂的合金化及熱處理165
10.2.3常用鎂合金166
10.3鈦及鈦合金167
10.3.1純鈦168
10.3.2鈦的合金化及鈦合金的分類168
10.3.3常用鈦合金169
10.3.4鈦合金的熱處理170
10.4銅及銅合金171
10.4.1純銅171
10.4.2黃銅171
10.4.3青銅173
10.4.4白銅175
思考題176
第3篇其它材料簡(jiǎn)介
第11章非金屬材料177
11.1高分子材料177
11.1.1高分子材料基礎(chǔ)知識(shí)177
11.1.2塑料178
11.1.3橡膠180
11.1.4纖維182
11.1.5膠黏劑183
11.1.6涂料184
11.2陶瓷材料185
11.2.1陶瓷的概念與分類185
11.2.2陶瓷材料的特點(diǎn)185
11.2.3傳統(tǒng)陶瓷186
11.2.4特種陶瓷186
11.3復(fù)合材料189
11.3.1復(fù)合材料的概念189
11.3.2復(fù)合材料的特點(diǎn)189
11.3.3常用復(fù)合材料的分類191
11.3.4常用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料簡(jiǎn)介191
思考題192
第12章新型材料簡(jiǎn)介193
12.1形狀記憶合金193
12.1.1形狀記憶效應(yīng)的機(jī)理193
12.1.2形狀記憶合金194
12.1.3形狀記憶合金的應(yīng)用194
12.2非晶態(tài)合金196
12.2.1非晶態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)197
12.2.2非晶態(tài)金屬性能特點(diǎn)及應(yīng)用198
12.3超導(dǎo)材料200
12.3.1超導(dǎo)現(xiàn)象及超導(dǎo)材料的基本
性質(zhì)200
12.3.2超導(dǎo)材料的分類及性能201
12.3.3超導(dǎo)材料的應(yīng)用202
12.4貯氫合金203
12.4.1金屬氫化物貯氫技術(shù)原理203
12.4.2金屬氫化物貯氫材料應(yīng)具備的
條件204
12.4.3貯氫合金分類及開發(fā)現(xiàn)狀204
12.4.4儲(chǔ)氫合金的應(yīng)用205
12.5納米材料207
12.5.1納米粒子的特性207
12.5.2納米材料分類209
12.5.3納米材料的性能及應(yīng)用210
思考題211
參考文獻(xiàn)212
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