金屬材料與熱處理

前言

高等職業(yè)技術(shù)教育經(jīng)過快速發(fā)展，已成為我國高等教育的重要組成部分。高等職業(yè)技術(shù)教育主要是培養(yǎng)掌握最新實踐技術(shù)能力的應(yīng)用型人才，滿足社會生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線對高等級技術(shù)應(yīng)用型專門人才的需要。為滿足高等職業(yè)教育課程改革和教材建設(shè)的要求，根據(jù)高職高專人才培養(yǎng)目標(biāo)，編者在多年從事高職教學(xué)實踐和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，編寫了這本《金屬材料與熱處理》教材，可供高職高專機械工程類、熱加工類、近機類專業(yè)教學(xué)使用，還可供相關(guān)技術(shù)人員參考。本書緊密結(jié)合高等職業(yè)教育的辦學(xué)特點和教學(xué)目標(biāo)，強調(diào)實踐性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性。降低理論深度，理論知識堅持以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為度；注意內(nèi)容的精選和創(chuàng)新，突出實踐應(yīng)用，拓寬知識領(lǐng)域，重在能力培養(yǎng)。書中涉及的名詞術(shù)語和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與國家最新標(biāo)準(zhǔn)一致。本書共分為11章，主要內(nèi)容有金屬材料的力學(xué)性能、金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、金屬的塑性變形與再結(jié)晶、鋼的熱處理、工業(yè)用鋼、鑄鐵、有色金屬及合金等，以金屬材料的力學(xué)性能與化學(xué)成分、加工工藝之間關(guān)系為主線，以培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識金屬材料、合理選用金屬材料為主導(dǎo)。本書由渤海船舶職業(yè)學(xué)院司衛(wèi)華(第1、4、8、9章)，王學(xué)武(緒論、第5～7、11章、附錄)，馬春來(第10章)，四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院高朝祥(第2、3章)共同編寫，司衛(wèi)華、王學(xué)武任主編，高朝祥任副主編。天津有機化工總廠王大力(教授級高級工程師)主審。在本書的編寫過程中，參考了大量已出版的文獻和資料，在此向原作者致謝。由于編者學(xué)識水平和收集資料來源有限，加之時間倉促，書中難免有疏漏和不妥之處，敬請讀者不吝賜教。

內(nèi)容概要

　　主要講授常用金屬材料的分類、編號、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、熱處理以及應(yīng)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，并以金屬材料的性能與成分、組織結(jié)構(gòu)、加工工藝（熱處理）之間的關(guān)系為主線貫穿始終。全書共分11章，包括：金屬材料的力學(xué)性能、金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、金屬的塑性變形與再結(jié)晶、鋼的熱處理、工業(yè)用鋼、鑄鐵、有色金屬及合金、非金屬材料與復(fù)合材料及金屬材料的失效與選用等?！督饘俨牧吓c熱處理》可作為高職、高專、各類成人教育機械類專業(yè)的教材或培訓(xùn)用書，也可供有關(guān)技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論1第1章 金屬材料的力學(xué)性能31.1 強度與塑性31.1.1 拉伸試驗與拉伸曲線31.1.2 剛度41.1.3 強度51.1.4 塑性61.1.5 GB/T228-2002與GB/T228-1987對比61.2 硬度71.2.1 布氏硬度71.2.2 洛氏硬度81.2.3 維氏硬度91.3 沖擊韌度101.3.1 擺錘式一次沖擊試驗101.3.2 低溫脆性111.4 疲勞極限111.4.1 疲勞現(xiàn)象111.4.2 疲勞極限121.4.3 提高疲勞極限的途徑12復(fù)習(xí)與思考題112第2章 金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶142.1 純金屬的晶體結(jié)構(gòu)142.1.1 晶體結(jié)構(gòu)的基本概念142.1.2 常見的金屬晶格類型152.1.3 金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變162.2 合金的晶體結(jié)構(gòu)172.2.1 合金的基本概念172.2.2 合金的相結(jié)構(gòu)182.3 金屬的實際晶體結(jié)構(gòu)202.3.1 多晶體202.3.2 晶體缺陷202.4 純金屬的結(jié)晶222.4.1 冷卻曲線與過冷度222.4.2 純金屬的結(jié)晶過程222.4.3 晶粒大小及控制232.5 合金的結(jié)晶252.5.1 二元合金相圖的建立252.5.2 二元勻晶相圖262.5.3 二元共晶相圖28復(fù)習(xí)與思考題232第3章 鐵碳合金相圖343.1 鐵碳合金的基本相及組織343.1.1 鐵碳合金的基本相343.1.2 鐵碳合金的基本組織353.2 鐵碳合金相圖363.2.1 相圖中的主要特性點373.2.2 主要特性線383.2.3 相區(qū)383.2.4 鐵碳合金的分類383.3 典型合金平衡結(jié)晶過程分析393.3.1 共析鋼393.3.2 亞共析鋼393.3.3 過共析鋼403.3.4 共晶白口鑄鐵413.3.5 亞共晶白口鑄鐵423.3.6 過共晶白口鑄鐵433.4 鐵碳合金的性能與成分、組織的關(guān)系443.4.1 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對鐵碳合金平衡組織的影響443.4.2 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對鐵碳合金力學(xué)性能的影響443.4.3 鐵碳合金相圖的應(yīng)用453.4.4 相圖的局限性46復(fù)習(xí)與思考題347第4章 非合金鋼494.1 雜質(zhì)元素對非合金鋼性能的影響494.1.1 錳的影響494.1.2 硅的影響494.1.3 硫的影響494.1.4 磷的影響504.1.5 非金屬夾雜物的影響504.2 非合金鋼的分類504.2.1 按鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分類504.2.2 按鋼的冶煉質(zhì)量分類514.2.3 按鋼的用途分類514.3 常用非合金鋼514.3.1 我國鋼鐵產(chǎn)品的牌號表示方法514.3.2 碳素結(jié)構(gòu)鋼514.3.3 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼534.3.4 碳素工具鋼564.3.5 碳素鑄鋼57復(fù)習(xí)與思考題457第5章 鋼的熱處理595.1 熱處理概述595.1.1 熱處理的實質(zhì)、目的和作用595.1.2 熱處理的分類595.2 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變605.2.1 熱處理加熱目的和臨界溫度605.2.2 奧氏體晶粒度及其控制605.3 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變615.3.1 過冷奧氏體等溫冷卻轉(zhuǎn)變615.3.2 馬氏體轉(zhuǎn)變645.3.3 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變655.4 鋼的退火和正火675.4.1 鋼的退火675.4.2 鋼的正火685.5 鋼的淬火685.5.1 鋼的淬火685.5.2 淬火工藝參數(shù)695.5.3 常用的淬火方法705.5.4 鋼的淬透性與淬硬性715.6 鋼的回火715.6.1 鋼的回火715.6.2 鋼在回火時組織和力學(xué)性能的變化725.6.3 鋼的回火種類725.7 表面熱處理735.7.1 感應(yīng)加熱表面淬火735.7.2 火焰加熱表面淬火745.8 化學(xué)熱處理745.8.1 鋼的滲碳755.8.2 滲氮755.9 熱處理新技術(shù)簡介765.9.1 可控氣氛熱處理765.9.2 真空熱處理765.9.3 形變熱處理775.9.4 高能束表面熱處理775.9.5 新型淬火冷卻介質(zhì)775.10 熱處理的質(zhì)量控制785.10.1 鋼熱處理的主要缺陷785.10.2 熱處理對零件設(shè)計的要求79復(fù)習(xí)與思考題579第6章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶816.1 金屬的塑性變形816.1.1 單晶體的塑性變形816.1.2 多晶體的塑性變形836.2 冷塑性變形對金屬組織和性能的影響846.2.1 冷塑性變形對金屬性能的影響846.2.2 冷塑性變形對金屬組織的影響856.3 冷塑性變形金屬在加熱時的變化876.3.1 回復(fù)876.3.2 再結(jié)晶876.3.3 晶粒長大886.4 金屬的熱變形加工896.4.1 冷、熱變形加工的區(qū)別896.4.2 熱變形加工對金屬組織和性能的影響90復(fù)習(xí)與思考題691第7章 低合金鋼和合金鋼937.1 低合金鋼與合金鋼概述937.1.1 低合金鋼和合金鋼937.1.2 低合金鋼和合金鋼的分類937.2 合金元素在鋼中的作用947.2.1 合金元素與鐵、碳的作用947.2.2 合金元素對鐵碳相圖的影響957.2.3 合金元素對熱處理的影響977.2.4 合金元素對鋼的工藝性能的影響987.3 低合金鋼與合金鋼的編號997.3.1 合金結(jié)構(gòu)鋼的編號997.3.2 合金工具鋼與特殊性能鋼的編號1007.3.3 專用鋼的編號1007.4 低合金鋼1007.4.1 低合金鋼的分類1007.4.2 低合金高強度鋼（HSLA）1017.4.3 低合金高耐候性鋼1027.4.4 低溫用鋼1037.5 機器零件用鋼1047.5.1 合金滲碳鋼1047.5.2 合金調(diào)質(zhì)鋼1057.5.3 合金彈簧鋼1077.5.4 滾動軸承鋼1097.6 合金工具鋼1107.6.1 低合金刃具鋼1107.6.2 高速工具鋼1117.6.3 合金模具鋼1157.6.4 量具鋼1187.7 特殊性能鋼1197.7.1 不銹鋼1197.7.2 耐熱鋼1227.7.3 高錳耐磨鋼124復(fù)習(xí)與思考題7125第8章 鑄鐵1288.1 鑄鐵及其石墨化1288.1.1 鑄鐵的特點和分類1288.1.2 鑄鐵的石墨化1298.1.3 影響石墨化程度的主要因素1308.2 灰鑄鐵1318.2.1 灰鑄鐵的組織1318.2.2 灰鑄鐵的性能1328.2.3 灰鑄鐵的牌號和用途1328.2.4 灰鑄鐵的熱處理1338.3 球墨鑄鐵1338.3.1 球墨鑄鐵的化學(xué)成分和組織特征1338.3.2 球墨鑄鐵的牌號、性能和應(yīng)用1338.3.3 球墨鑄鐵的熱處理1348.4 蠕墨鑄鐵1358.4.1 蠕墨鑄鐵的化學(xué)成分和組織特征1358.4.2 蠕墨鑄鐵的牌號、性能特點及用途1358.5 可鍛鑄鐵1368.5.1 可鍛鑄鐵的化學(xué)成分和石墨化退火1368.5.2 可鍛鑄鐵的牌號、性能特點及用途1378.6 特殊性能鑄鐵1388.6.1 耐磨鑄鐵1388.6.2 耐熱鑄鐵1388.6.3 耐蝕鑄鐵139復(fù)習(xí)與思考題8139第9章 有色金屬及其合金1419.1 鋁及鋁合金1419.1.1 純鋁的性能與用途1419.1.2 鋁合金的分類1429.1.3 鋁合金的時效硬化1429.1.4 變形鋁合金1439.1.5 鑄造鋁合金1459.2 銅及銅合金1469.2.1 純銅1469.2.2 銅合金的分類及牌號表示方法1479.2.3 黃銅1489.2.4 青銅1499.2.5 白銅1519.3 鈦及鈦合金1519.3.1 鈦及鈦合金的種類和性能1519.3.2 常用的鈦合金1529.4 滑動軸承合金1549.4.1 滑動軸承合金的性能和組織要求1549.4.2 錫基和鉛基軸承合金（巴氏合金）1559.4.3 銅基和鋁基軸承合金155復(fù)習(xí)與思考題9156第10章 非金屬材料及復(fù)合材料15810.1 塑料15810.1.1 塑料的組成15810.1.2 塑料的分類15810.1.3 塑料的特性15910.1.4 常用工程塑料15910.2 橡膠16110.2.1 橡膠制品的組成16210.2.2 橡膠的分類16210.2.3 常用的橡膠16210.3 陶瓷16310.3.1 陶瓷的定義和分類16310.3.2 陶瓷的生產(chǎn)過程16410.3.3 陶瓷的性能16410.3.4 常用的陶瓷16510.4 復(fù)合材料16610.4.1 復(fù)合材料的組成與基本類型16610.4.2 復(fù)合材料的性能特點16710.4.3 常用復(fù)合材料167復(fù)習(xí)與思考題10168第11章 金屬材料的失效與選材17011.1 金屬材料的失效17011.1.1 失效的概念17011.1.2 失效形式17011.1.3 失效的原因17111.1.4 失效分析的一般過程17211.2 金屬材料的合理選用17311.2.1 金屬材料選材的一般原則17311.2.2 金屬材料選材的方法與步驟17511.3 典型零構(gòu)件的選材17511.3.1 軸類零件的選材17511.3.2 齒輪類零件的選材17711.3.3 刃具的選材17811.3.4 箱體類零件的選材179復(fù)習(xí)與思考題11180附錄182附錄A 實驗指導(dǎo)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 常用鋼種的臨界溫度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

章節(jié)摘錄

第1章 金屬材料的力學(xué)性能教學(xué)提示：金屬材料在現(xiàn)代工業(yè)中的廣泛應(yīng)用主要是由于其能滿足各種工程構(gòu)件或機械零件所需的力學(xué)性能和工藝性能要求，所以掌握各種金屬材料的力學(xué)性能及其變化規(guī)律，根據(jù)工作條件及力學(xué)性能選擇材料，充分發(fā)揮其性能潛力，是保證構(gòu)件或零件質(zhì)量的基礎(chǔ)。教學(xué)要求：在本章中，將對金屬材料的力學(xué)性能指標(biāo)——強度、硬度、塑性、韌性和疲勞極限進行講述。金屬材料的力學(xué)性能是指在承受各種外加載荷（拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊；交變應(yīng)力等）時，對變形與斷裂的抵抗能力及發(fā)生變形的能力。常用的力學(xué)性能有：強度、剛度、彈性、塑性、硬度、沖擊韌性及疲勞極限等。1.1強度與塑性強度是指金屬材料在靜載荷作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力。塑性是指金屬材料在靜載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不致引起破壞的能力。金屬材料的強度和塑性的判據(jù)可通過拉伸試驗測定。

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《金屬材料與熱處理》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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