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1 金属的性能1

1.1 金属的力学性能1

1.1.1 强度2

1.1.2 塑性5

1.1.3 硬度6

1.1.4 冲击韧性10

1.1.5 疲劳强度13

1.2 金属的理化性能14

1.2.1 金属的物理性能14

1.2.2 金属的化学性能16

1.3 金属的工艺性能17

1.3.1 铸造性能17

1.3.2 加工性能17

1.3.3 焊接性能17

1.3.4 切削加工性能17

复习思考题18

2 金属与合金的晶体结构19

2.1 金属键19

2.1.1 固态金属特性19

2.1.2 金属的原子结构19

2.1.3 金属键19

2.2 金属的晶体结构20

2.2.1 晶体与非晶体20

2.2.2 晶体结构的概念21

2.2.3 金属中常见的晶格22

2.3 晶体结构的致密度及晶面、晶向表示法23

2.3.1 晶体中原子排列的密度23

2.3.2 晶面与晶向及其表示法25

2.3.3 晶面及晶向的原子密度27

2.3.4 晶体的各向异性27

2.4 纯金属的实际结构27

2.4.1 单晶体27

2.4.2 多晶体27

2.5 实际金属晶体结构缺陷28

2.5.1 点缺陷28

2.5.2 线缺陷29

2.5.3 面缺陷31

复习思考题31

3 纯金属的结晶和铸锭组织32

3.1 纯金属的结晶32

3.1.1 金属结晶的概念32

3.1.2 纯金属的结晶过程34

3.1.3 晶粒大小对力学性能的影响35

3.2 金属的同素异构转变37

3.2.1 同素异构转变概念37

3.2.2 同素异构转变与液态金属结晶的比较38

3.3 铸锭组织及其缺陷39

3.3.1 铸锭的典型结构39

3.3.2 铸锭的缺陷41

复习思考题44

4 合金相和二元合金相图45

4.1 合金相组织基本知识45

4.1.1 基本概念45

4.1.2 合金相分类47

4.2 二元合金相图的基本知识53

4.2.1 二元合金相图的表示方法54

4.2.2 二元合金相图的测绘54

4.2.3 铅锡二元合金相图的分析56

4.3 匀晶相图56

4.3.1 相图分析56

4.3.2 固溶体的平衡结晶过程57

4.3.3 杠杆定律（相的成分和相的相对量求解方法概述）57

4.3.4 匀晶系合金的不平衡结晶58

4.4 共晶相图59

4.4.1 相图分析60

4.4.2 典型合金的平衡结晶过程及组织60

4.4.3 共晶系合金的不平衡结晶63

4.5 包晶相图65

4.5.1 相图分析65

4.5.2 典型合金的平衡结晶过程及其组织65

4.5.3 包晶系合金的不平衡结晶67

4.5.4 包晶转变的应用68

4.5.5 包晶转变与共晶转变的比较68

4.6 其他类型的二元合金相图69

4.6.1 形成化合物的二元相图69

4.6.2 具有固态转变的二元合金相图70

4.7 相图的规律和使用73

4.7.1 相图分析步骤73

4.7.2 二元合金相图遵循的规律（点、线、面）74

4.7.3 根据相图分析合金热处理的可能性75

4.7.4 应用相图时要注意的问题76

4.8 合金性能与相图之间的关系76

4.8.1 合金的力学性能和物理性能随成分变化的规律77

4.8.2 合金的铸造性能随成分变化的规律77

4.8.3 合金的压力加工性能随成分变化的规律78

4.9 铁碳合金相图78

4.9.1 纯铁、铁碳合金的组织结构及其性能79

4.9.2 铁碳合金的组织结构及其性能79

4.9.3 铁碳合金相图82

4.9.4 碳钢的分类、编号和用途85

4.9.5 合金钢85

4.9.6 铸铁86

复习思考题86

5 金属的塑性变形和再结晶88

5.1 金属的塑性变形88

5.1.1 单晶体的弹性变形88

5.1.2 单晶体的塑性变形89

5.2 多晶体的塑性变形94

5.2.1 晶界的影响94

5.2.2 晶粒间位向差别的影响94

5.2.3 晶粒大小的影响95

5.3 合金的塑性变形95

5.3.1 固溶体合金的塑性变形特点95

5.3.2 多相合金的塑性变形特点96

5.4 冷塑性变形对金属组织和性能的影响97

5.4.1 对性能的影响97

5.4.2 对组织结构的影响98

5.4.3 产生内应力100

5.5 冷变形金属在加热时组织和性能的变化101

5.5.1 再结晶的三个阶段101

5.5.2 影响再结晶后晶粒大小的因素104

5.5.3 金属中的再结晶织构和退火孪晶105

5.6 金属的热塑性加工105

5.6.1 金属的热加工与冷加工105

5.6.2 热加工对组织和性能的影响107

5.6.3 带状组织108

复习思考题108

6 热处理110

6.1 钢的热处理概述110

6.1.1 钢在加热时的转变110

6.1.2 钢的普通热处理分类112

6.1.3 影响钢热处理工件质量的因素115

6.2 有色金属合金的热处理116

6.2.1 热处理的分类和基本原理116

6.2.2 均匀化退火117

6.2.3 有色金属的回复和再结晶退火121

6.2.4 固溶处理（淬火）及时效128

6.3 形变热处理139

6.3.1 低温形变热处理139

6.3.2 高温形变热处理142

6.4 热处理新工艺简介143

6.4.1 激光热处理143

6.4.2 真空热处理144

6.4.3 化学热处理144

6.4.4 保护气氛热处理144

6.4.5 复合热处理144

6.5 热处理缺陷产生的原因和控制措施（有色金属）144

6.5.1 力学性能不合格145

6.5.2 表面氧化145

6.5.3 过烧或晶粒粗大145

6.5.4 组织、性能不均145

6.5.5 黄铜脱锌145

6.5.6 氧化与脱碳145

6.5.7 淬火裂纹或开裂146

6.5.8 粘连146

6.5.9 产品表面发黑146

复习思考题146

7 铝镁及其合金147

7.1 纯铝147

7.1.1 铝的性质147

7.1.2 铝的分类及牌号148

7.1.3 铝合金的分类150

7.2 变形铝合金152

7.2.1 防锈铝合金153

7.2.2 硬铝合金154

7.2.3 超硬铝合金154

7.2.4 锻铝合金155

7.2.5 变形铝合金的热处理155

7.3 铸造铝合金156

7.3.1 铸造铝合金的成分、性能及用途156

7.3.2 铸造铝硅合金的变质处理159

7.3.3 铸造铝合金的热处理159

7.4 镁及其合金161

7.4.1 纯镁概述161

7.4.2 镁合金的合金化162

复习思考题165

8 铜、镍及其合金166

8.1 工业纯铜166

8.1.1 紫铜的性质166

8.1.2 合金元素与杂质对纯铜的影响168

8.1.3 无氧铜170

8.2 铜合金170

8.2.1 黄铜171

8.2.2 青铜179

8.2.3 白铜189

8.3 滑动轴承合金193

8.3.1 锡基轴承合金（锡基巴氏合金）194

8.3.2 铅基轴承合金（铅基巴氏合金）195

8.3.3 铅基轴承合金——铅青铜196

8.3.4 铝基轴承合金（铝基巴氏合金）197

8.4 镍及其合金198

8.4.1 纯镍198

8.4.2 镍合金198

复习思考题200

附录 元素周期表中部分元素的晶体结构、原子直径及核外电子分布201

参考文献202