金屬材料與熱處理

前言

“金屬材料與熱處理”課程是材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科專業(yè)的一門(mén)專業(yè)技術(shù)課，是全面介紹金屬材料的成分、熱處理工藝、組織結(jié)構(gòu)與性能之間關(guān)系的一門(mén)課程，它對(duì)金屬材料的研究、應(yīng)用和發(fā)展起著重要作用。隨著教學(xué)改革的不斷深入，本課程也進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，我們根據(jù)新的教學(xué)大綱和學(xué)時(shí)的要求，編寫(xiě)了本教材。本書(shū)可作為高等院校材料類及相關(guān)專業(yè)的教材和主要參考書(shū)，也可供有關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員自學(xué)與參考。本書(shū)著重介紹了鋼的熱處理原理與工藝，在詳細(xì)介紹金屬合金化原理的基礎(chǔ)上，對(duì)鋼、鑄鐵、有色合金的成分、熱處理工藝、組織結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用作了介紹。同時(shí)，簡(jiǎn)要介紹了常用非金屬材料及新型材料。本書(shū)在內(nèi)容上精練和壓縮了傳統(tǒng)的熱處理和金屬材料方面的內(nèi)容，力求內(nèi)容簡(jiǎn)練、重點(diǎn)突出、理論聯(lián)系實(shí)際，同時(shí)又注意到新材料、新工藝的發(fā)展方向。全書(shū)由重慶工學(xué)院葉宏擔(dān)任主編，溝引寧和張春艷擔(dān)任副主編。其中第5-9章由葉宏編寫(xiě)；第2-4章由溝引寧編寫(xiě)；第11章、第12章由張春艷編寫(xiě)；第l章、第10章由閆忠琳編寫(xiě)。全書(shū)由葉宏教授統(tǒng)稿。在編寫(xiě)過(guò)程中，本書(shū)參閱并引用了部分國(guó)內(nèi)外相關(guān)教材、科技著作及論文內(nèi)容，在此特向有關(guān)作者深表感謝！此外，本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中得到武漢理工大學(xué)孫智富教授的指導(dǎo)，并得到了重慶工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院及教務(wù)處的大力支持，在此也表示感謝。由于新材料、新工藝及新技術(shù)的發(fā)展日新月異，加之編者水平有限，錯(cuò)誤及不足之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書(shū)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(shū)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(shū)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。

書(shū)籍目錄

第1篇　金屬的熱處理　第1章  金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)　　1.1　金屬材料的性能    　1.1.1　金屬材料的力學(xué)性能    　1.1.2　金屬材料的物理性能    　1.1.3　金屬材料的化學(xué)性能　  1.2　金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)  　　1.2.1　晶體與非晶體　　  1.2.2　金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)　　  1.2.3　合金的相結(jié)構(gòu)　  1.3　鐵碳合金的基本組織與鐵碳相圖  　  1.3.1　純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變　    1.3.2　鐵碳合金的基本相  　  1.3.3　鐵碳合金相圖　第2章　鋼的熱處理原理  　2.1　概述    　2.1.1　熱處理的作用　    2.1.2　鋼的臨界溫度　　2.2　鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變　    2.2.1　奧氏體形成的熱力學(xué)條件　    2.2.2　奧氏體的形成過(guò)程  　  2.2.3　影響奧氏體形成速度的因素    　2.2.4　奧氏體的晶粒度及其影響因素　  2.3　鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變  　  2.3.1　過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變曲線　    2.3.2　珠光體轉(zhuǎn)變  　  2.3.3　馬氏體轉(zhuǎn)變    　2.3.4　貝氏體轉(zhuǎn)變    　2.3.5　過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線　  2.4　鋼的回火轉(zhuǎn)變  　  2.4.1　淬火鋼在回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變    　2.4.2　淬火鋼回火時(shí)力學(xué)性能的變化　    2.4.3  回火脆性　第3章　鋼的熱處理工藝  　3.1　鋼的退火與正火    　3.1.1　鋼的退火　    3.1.2　鋼的正火  　  3.1.3　退火和正火的選用　  3.2　鋼的淬火　  　3.2.1　淬火及其目的　　  3.2.2　淬火工藝　　  3.2.3　淬火方法　　  3.2.4　鋼的淬透性　　  3.2.5　淬火缺陷及其防止　  3.3　鋼的回火  　  3.3.1  回火溫度  　  3.3.2　回火保溫時(shí)間　    3.3.3　回火后的冷卻　  3.4　鋼的表面熱處理  　  3.4.1　表面淬火    　3.4.2　化學(xué)熱處理　  3.5　熱處理與表面處理新技術(shù)　　  3.5.1　可控氣氛熱處理　　  3.5.2　真空熱處理　　  3.5.3　形變熱處理　　  3.5.4　表面技術(shù)　第4章　有色金屬及合金的熱處理  　4.1　固溶處理　    4.1.1　基本概念  　  4.1.2　合金固溶處理后的性能變化　　4.2　合金的時(shí)效　    4.2.1　時(shí)效過(guò)程中的組織變化  　  4.2.2　時(shí)效過(guò)程中的性能變化    　4.2.3　時(shí)效方式第2篇　金屬材料　第5章　鋼的合金化基礎(chǔ)　　5.1　合金元素與鐵和碳的相互作用　　  5.1.1　合金元素及其在鋼中的分布　　　5.1.2　合金元素與鐵的相互作用　　　5.1.3　合金元素與碳的相互作用　　　5.1.4　合金元素對(duì)Fe-Fe3C相圖的　　……　第6章　結(jié)構(gòu)鋼　第7章　工具鋼　第8章　不銹鋼與耐熱鋼　第9章　鑄鐵　第10章　有色金屬及合金第3篇　其它材料簡(jiǎn)介　第11章　非金屬材料　第12章　新型材料簡(jiǎn)介參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1篇　金屬的熱處理第1章 金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)金屬材料是由金屬元素或以金屬元素為主要材料構(gòu)成的，并具有金屬特性的工程材料。金屬材料種類繁多，用途廣泛，按化學(xué)組成分類，金屬材料分為黑色金屬和有色金屬兩大類。黑色金屬主要是指以鐵或以鐵為主形成的金屬材料，即鋼鐵材料，如鋼和生鐵。有色金屬是指除鋼鐵材料以外的其它金屬，如金、銀、銅、鋁、鎂、鈦、鋅、錫、鉛等。1.1　金屬材料的性能材料的性能一般分為使用性能和工藝性能兩大類。使用性能是指材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)的性能，包括力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能。工藝性能是指材料在加工過(guò)程中所表現(xiàn)的性能，包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和切削性能等。這里主要介紹金屬材料的使用性能。1.1.1 金屬材料的力學(xué)性能材料在加工和使用過(guò)程中，總要受到外力作用。材料受外力作用時(shí)所表現(xiàn)的性能稱為力學(xué)性能，如強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性及疲勞強(qiáng)度等。合理的力學(xué)性能指標(biāo)，為零件的正確設(shè)計(jì)、合理選用、工藝路線制訂提供了主要依據(jù)。（1）強(qiáng)度材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力稱為強(qiáng)度。根據(jù)外力作用的方式，強(qiáng)度有多種指標(biāo)，如屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。測(cè)定金屬材料強(qiáng)度的基本方法是拉伸試驗(yàn)。在試驗(yàn)中，試樣通常為光滑圓柱狀，其兩端被拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾頭夾緊，然后緩慢而均勻地施加軸向拉力。如圖1-1所示，隨拉力的增大，試樣開(kāi)始被拉長(zhǎng)，直至斷裂為止。自動(dòng)記錄裝置將負(fù)荷-拉長(zhǎng)過(guò)程繪出拉伸曲線圖。在應(yīng)力一應(yīng)變曲線上，OA段為彈性階段，其變形稱為彈性變形。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)A點(diǎn)時(shí)，試樣除了彈性變形外，還產(chǎn)生塑性變形。在圖1-1中，在BC階段，應(yīng)力幾乎不增加，但應(yīng)變繼續(xù)增加，稱為屈服階段。CD段稱為大量變形階段。在此階段，因產(chǎn)生加工硬化，欲使試樣繼續(xù)變形必須加大載荷。DE階段稱為局部變形階段。D點(diǎn)以后，試樣產(chǎn)生“頸縮”，應(yīng)力明顯下降，試樣繼續(xù)伸長(zhǎng)，直至E點(diǎn)斷裂。

編輯推薦

《金屬材料與熱處理》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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