目錄



第5版前言



第4版前言



第3版前言



第2版前言



材料性能名稱、符號新舊標準對照



緒論1



一、材料的發展與應用1



二、本課程的內容、學習目的和方法2



章金屬材料的性能3



節金屬材料的力學性能3



一、強度指標3



二、剛度指標6



三、塑性指標7



四、韌性指標8



五、硬度指標10



第二節金屬材料的物理和化學性能13



一、金屬材料的物理性能13



二、金屬材料的化學性能14



思考題和習題14



第二章常見金屬的晶體結構與



結晶16



節常見金屬的晶體結構16



一、晶體的結構16



二、常見金屬的晶格類型17



三、金屬的實際晶體結構19



第二節實際金屬的結晶22



一、結晶的一般規律22



二、晶粒大小對金屬力學性能的



影響24



三、影響晶粒大小的因素及晶粒大小的



控制24



四、定向結晶與單晶25



思考題和習題25



第三章金屬的塑性變形與再結晶26



節金屬材料的塑性變形26



一、彈性變形、塑性變形與斷裂26



二、單晶體的塑性變形27



三、多晶體的塑性變形29



四、合金的塑性變形30



第二節冷塑性變形對金屬的組織和性能



的影響31



一、冷塑性變形後金屬組織結構的



變化31



二、冷塑性變形對金屬性能的影響32



三、冷塑性變形與內應力34



第三節回復與再結晶34



一、冷塑性變形的金屬加熱時組織和性能



的變化34



二、再結晶溫度36



三、影響再結晶晶粒大小的因素37



四、工業中常見的冷塑性變形工藝38



第四節金屬材料的熱變形38



一、熱變形的特點38



二、熱變形對金屬組織和性能的



影響38



思考題和習題40



第四章合金的結構與結晶41



節合金的相結合金相圖41



一、合金的相結構41



二、合金的組織結構43



合金相圖43



第二節合金的性能與相圖的關繫47



一、力學性能與相圖的關繫47



二、鑄造性與相圖的關繫47



思考題和習題48



第五章鐵碳合金相圖和碳鋼49



節純鐵、鐵碳合金的相結構及其



性能49



一、純鐵及其同素異構轉變49



二、FeFe3C合金的相結構及其性能50



第二節FeFe3C相圖分析51



一、FeFe3C相圖的特性點與特性線51



二、碳鋼的組織轉變過程53



三、白口鑄鐵的結晶過程56



四、FeFe3C相圖的應用57



第三節碳鋼58



一、含碳量對鋼組織和力學性能的



影響59



二、常素對鋼性能的影響59



三、碳鋼的分類60



四、碳鋼的牌號、主要性能及用途62



思考題和習題66



第六章鋼的熱處理68



節鋼的熱處理原理68



一、鋼在加熱時的組織轉變68



二、鋼在冷卻時的組織轉變71



第二節鋼常用的熱處理工藝79



一、鋼的退火和正火79



二、鋼的淬火和回火82



三、鋼的冷處理92



四、時效處理93



五、表面熱處理94



第三節其他熱處理103



一、可控氣氛熱處理103



二、真空熱處理103



三、形變熱處理104



四、強韌化處理105



五、循環熱處理105



思考題和習題106



第七章合金結構鋼108



節概述108



第二素在鋼中的作用108



一素對鋼中基本相的影響109



二素對FeFe3C相圖的



影響109



三素對鋼熱處理的影響110



第三節低合金結構鋼113



一、低合金高強度結構鋼113



二、低合金耐候鋼115



三、低合金專業用鋼115



第四節機械結構用合金鋼116



一、合金滲碳鋼116



二、合金調質鋼與非調質鋼118



三、合金彈簧鋼120



四、滾動軸承鋼122



五、易切削鋼124



六、超高強度鋼125



思考題和習題126



〖1〗目錄Ⅸ第八章特殊性能鋼127



節不鏽鋼127



一、金屬材料的腐蝕與防護127



二、常用不鏽鋼的類型130



第二節耐熱鋼與高溫合金133



一、耐熱鋼133



二、高溫合金136



第三節耐磨鋼137



一、耐磨鋼的成分特點137



二、耐磨鋼的熱處理137



思考題和習題138



第九章工具鋼139



節工具鋼的分類及編號139



一、工具鋼的分類139



二、工具鋼的編號139



第二節刃具鋼139



一、刃具鋼的性能要求139



二、碳素刃具鋼140



三、低合金刃具鋼141



四、高速工具鋼143



第三節模具鋼146



一、冷作模具鋼146



二、熱作模具鋼148



第四節量具鋼150



一、量具鋼的性能要求150



二、常用量具用鋼150



三、量具鋼的熱處理特點150



思考題和習題151



第十章粉末冶金與硬質合金152



節粉末冶金152



一、粉末冶金的生產工藝152



二、常用粉末冶金材料153



第二節硬質合金154



一、硬質合金的特性155



二、常用硬質合金155



三、鋼結硬質合金157



思考題和習題158



第十一章鑄鐵159



節概述159



一、鑄鐵的石墨化159



二、鑄鐵的組織及其性能159



第二節鑄鐵的分類160



一、按碳存在的形式分類160



二、按石墨的形態分類160



三、按化學成分分類160



第三節普通灰鑄鐵160



一、灰鑄鐵的化學成分、組織、性能及



用途161



二、灰鑄鐵的孕育處理163



三、灰鑄鐵的熱處理163



第四節球墨鑄鐵165



一、球墨鑄鐵的化學成分、組織和



性能165



二、球墨鑄鐵的熱處理166



第五節可鍛鑄鐵及蠕墨鑄鐵167



一、可鍛鑄鐵167



二、蠕墨鑄鐵168



第六節合金鑄鐵170



一、耐熱鑄鐵170



二、耐磨鑄鐵171



三、耐蝕鑄鐵171



思考題和習題171



第十二章非鐵金屬172



節鋁及其合金172



一、工業純鋁172



二、鋁合金173



三、變形鋁合金175



四、鑄造鋁合金176



第二節銅及其合金180



一、工業純銅180



二、銅合金180



第三節鈦及其合金184



一、純鈦184



二、鈦合金185



三、鈦合金的熱處理185



第四節滑動軸承合金185



一、滑動軸承對合金性能的要求186



二、常用滑動軸承合金186



思考題和習題188



〖1〗Ⅹ金屬材料及熱處理第5版第十三章非金屬材料189



節高分子材料189



一、概述189



二、常用高分子合成材料195



第二節陶瓷材料204



一、陶瓷材料的類型和特點205



二、常用陶瓷材料205



三、常用陶瓷材料的性能、特點及



用途205



第三節復合材料

第5版前言本書是依據*《關於開展“十二五”職業教育國家規劃教材選題立項工作的通知》精神，根據《*關於“十二五”職業教育教材建設的若干意見》及*新頒布的《高等職業學校專業教學標準(試行)》，在第4版基礎上修訂而成的。在編寫過程中，我們對教材用戶和企業相關崗位工程技術人員做了廣泛的調查和征求意見工作，在吸納生產實踐應用知識、體現高職院校的教學改革和工學結合的教學需要的基礎上，充分保留了第4版中在教學實踐中反映較好的教學內容。



    本書對第4版的結構進行了部分調整，對書中所采用的標準進行了全面的修訂，書中的內容盡量反映的國家標準，但考慮企業在工程實踐中的應用習慣，對部分符號和名詞仍保留習慣用法(如：應力σ、抗拉強度σb、伸長率δ、斷面收縮率ψ等)，對新國家標準規定的性能名稱和符號，在書中列出了新舊國家標準對照表加以說明。



    本書這次修訂仍保留第4版參編人員團隊，丁仁亮擔任主編並負責統稿。第十三章、第十五章和附錄由遼寧裝備制造職業技術學院丁仁亮編寫；緒論、章、第二章、第三章和第四章由遼寧裝備制造職業技術學院宋欣穎編寫；第八章、第九章、第十章、第十一章和第十二章由瀋陽航空職業技術學院趙彬編寫；第五章、第六章、第七章和第十四章由遼寧裝備制造職業技術學院趙雲龍編寫。



    由於編者的理論水平、生產實踐和教學經驗限制，本書難免有謬誤或欠妥之處，敬請讀者提出修改意見和建議，共同搞好本課程的教材建設工作。



    編者第4版前言應機械工業出版社的要求，我們對本書的用戶做了廣泛的調查和征求意見，根據目前高等專科學校和高職院校的教學改革和工學結合的需要，提出了本書的修訂大綱。



    在保持原書第3版結構和基本內容的基礎上，編者對書中所采用的標準進行了全面的修訂，書中的內容盡量反映的國家標準，但為了考慮工程實踐中的應用習慣，對部分符號和名詞仍保留習慣用法（如：應力σ、伸長率δ、斷面收縮率ψ等），對新的國家標準規定的符號在書中也作了說明。



    為反映現代材料的發展和應用，有色金屬部分增加了鈦合金內容，同時增加了第十四章納米材料簡介；根據目前非金屬材料的應用，對第3版中非金屬材料的內容作了部分修訂。



    參加第4版修訂的有：遼寧裝備制造職業技術學院丁仁亮（第十三、十五章）；遼寧裝備制造職業技術學院宋欣穎（緒論及、二、三、四章）；瀋陽航空職業技術學院趙彬（第八、九、十、十一、十二章）；遼寧裝備制造職業技術學院趙雲龍（第五、六、七、十四章及附錄）。由丁仁亮任主編。



    編者在此對原主編趙忠老師在第1版和第2版中所做的大量基礎工作深表謝意。



    由於編者受理論水平、生產實踐和教學經驗的限制，本書仍難免有謬誤或欠妥之處，敬請讀者提出批評和建議，共同完善本課程的教材建設工作。



    編者第3版前言本書第3版是根據機械工業部教材編輯室的要求和近年來職工大學教學改革的需要，在總結多年來使用原教材的實踐，並廣泛地征求各職工大學的意見的基礎上進行修訂的。



    為了便於教學，對第2版的結構作了部分調整，將原第七章合金鋼分為三章，即合金結構鋼、工具鋼和特殊性能鋼，並將粉末冶金與硬質合金另設一章。



    根據征求的意見，本次修訂在內容上作了更新和增補，使其盡量符合職工大學的特點(培養技藝型和工藝型人纔)，適當增加了與生產實踐緊密相關的知識；並根據目前新理論、新材料、新技術、新工藝的發展，增加了與之有關的教學內容。此外，對第2版中敘述過於繁瑣的部分作了刪減。



    本書采用了我國的法定計量單位和近年來頒布的有關國家標準。



    編者試圖在保持前版特色的基礎上，盡量滿足當前職工大學的改革發展和教學需要，使本教材能適用於職工大學各類型的教學和培訓要求。



    本書承東北大學李再先教授及廣州業餘大學黃福熾副教授細心審閱，提出了很多寶貴意見，在此表示衷心感謝，並聘任為本書主審。



    參加第3版修訂的有：武漢市機械局職工大學許清芬(、二章)；韶鋼集團職工大學餘雪梅(第三、四章)；杭州鋼鐵廠職工大學周而康(緒論及第五、十三章)；瀋飛集團公司陳洪俊(第六章)；上海汽車工業培訓中心曹嚴華(第七章)；瀋飛工學院丁仁亮(第八、十四章)；南昌高等專科學校趙忠義(第九章、附錄)；瀋飛工學院趙彬(第十、十一章)；山東鋁業公司職工大學袁淑敏(第十二章)。由趙忠、丁仁亮、周而康任主編。



    此外，感謝瀋飛工學院梁寬正同志協助部分修訂和統稿工作。承蒙瀋飛工學院和杭州鋼鐵廠職工大學教職員工的熱情支持和幫助，使本書得以順利出版。



    殷切希望廣大讀者在使用過程中對本書的錯誤和欠妥之處提出批評和建議。



    編者第2版前言1990年機械電子工業部機械教材編輯室來函，要求廣泛征求意見，對本書進行修訂。為此我們對全國大、中、小城市不同行業的一些職工大學、職業大學發出征求意見表。承蒙各校領導和任課教師的支持，收到很多意見。我們根據這些意見編寫了修訂提綱，並於1991年2月末在瀋陽飛機公司工學院召開了“金屬材料及熱處理”修訂提綱討論會。參加討論會的老師有：北京內燃機總廠內燃機學院趙惠臣，重慶西南航天職工大學王晶，大慶職工大學楊兆仁，長春汽車制造廠職工大學張溫林，營口市職工大學李學琛，瀋陽黎明工學院侯玉山，瀋陽機床廠職工大學韓成志，齊齊哈爾第二機床廠職工工學院孟慶文，吉林鐵路職工大學劉綱，哈爾濱飛機公司工學院陶穎，瀋陽飛機公司工學院孫東傑、由世芬。



    本書是按討論會的意見修訂的，與第1版相比，書中作了較大的修改，篇章和內容均有所不同。現作如下五點說明：



    1根據一致意見，刪去了第1版中的第十一章，加入非金屬材料內容(共5學時)。各學校可根據自己的情況適當調整。



    2根據常用金屬材料新標準(GB9439—88、GB1348—88、GB700—88、GB9440—88、GB699—88、GB1298—80、GB1591—88、GB3077—88、GB9943—88、GB2075—87，GB8731—88、GB1222—84、GB9943—88、GB2075—87、GB3203—82、GB1220—84，GB1221—84、GB5676—85、GB1176—87、GB3190—82、GB1173—80、GB175—82、JB403—87等)，對材料牌號、成分等進行了修改，但由於有的新標準改動很大，而貫徹新標準有一個過程，且1990年以前的科技圖書和工廠使用的技術資料絕大多數是舊標準，因此，本書中部分內容采用新、舊並列形式。如普通碳素鋼，除介紹新標準外，還保持了舊標準內容；又如國內外應用甚廣的1Cr18Ni9Ti不鏽鋼，由於晶間腐蝕不如近期開發的超低碳不鏽鋼好，國內外均已停用，但在本書中仍保留了此牌號。



    3．目前國內各工廠正在貫徹“金屬熱處理標準”。因此對熱處理工藝名詞和部分內容按參考文獻［28］作了修訂。



    4熱處理新工藝、新技術不斷出現，根據大多數教師的意見，適當增加了新工藝方面內容簡介。



    5為了擴大使用範圍，使本書基本能適用於專業證書和職業高等教育，對第1版各章內容作了適當增刪。



    內蒙古機械制造廠工學院李子璋、北京汽車工業學校張堅、南昌職業大學趙忠義、廣州業餘大學黃福熾、鞍山市職工大學白躍起、南京汽車制造廠職工大學張玉庭、瀋陽有色冶金總廠李萍等老師，對本書的修訂提出了很多寶貴意見，在此表示衷心感謝。



    由於編者受理論水平、生產實踐和教學經驗的限制，本書仍難免有謬誤或欠妥之處，敬請各校任課教師和讀者提出批評和建議，共同搞好本門課程的教材建設工作。



    編者