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绪论1

第一章 钢中的合金元素及其对Fe-C相图的影响4

第一节 基本定义4

第二节 钢中合金元素的分类及其对Fe-C相图的影响5

一、合金元素的分类5

二、合金元素对Fe-C相图的影响5

第三节 合金钢的分类与编号8

一、合金钢的分类8

二、合金钢的编号方法9

本章小结12

习题与思考题12

第二章 合金钢中的相组成13

第一节 铁基固溶体13

一、置换式固溶体14

二、间隙固溶体14

第二节 碳化物与氮化物15

一、碳化物（氮化物）形成的一般规律15

二、钢中常见的碳化物（氮化物）17

第三节 金属间化合物18

第四节 非金属相18

第五节 合金元素在钢中的分布与偏聚19

一、合金元素在钢中的分布19

二、合金元素在晶界的偏聚19

本章小结20

习题与思考题21

第三章 合金钢中的相变22

第一节 合金元素对钢中相变基本因素的影响22

一、合金元素对α-Fe与γ-Fe自由能的影响22

二、合金元素对钢中扩散的影响23

第二节 合金元素对加热过程中的相变——奥氏体形成的影响23

一、对奥氏体形成的影响23

二、碳（氮）化物在奥氏体中的溶解规律24

三、合金元素对奥氏体成分均匀化和奥氏体晶粒长大的影响25

第三节 合金元素对过冷奥氏体分解的影响25

一、合金元素对过冷奥氏体稳定性的影响26

二、合金元素对珠光体转变的影响27

三、合金元素对贝氏体转变的影响27

四、合金元素对马氏体转变的影响28

第四节 合金元素对淬火钢回火转变的影响28

一、合金元素对马氏体分解的影响28

二、特殊碳化物的析出与长大30

三、残余奥氏体的分解31

四、α相的回复与再结晶31

五、弥散强化31

六、回火脆性32

七、回火稳定性33

本章小结33

习题与思考题34

第四章 合金元素对钢性能的影响35

第一节 合金元素对钢的强韧化影响35

一、钢的强化形式及其机理35

二、钢的韧化途径和合金元素的作用38

三、合金化和强韧化在提高钢力学性能上综合运用举例39

第二节 合金元素对钢工艺性能的影响40

一、合金元素对钢热处理工艺性能的影响40

二、合金元素对钢的成型加工性能的影响44

本章小结46

习题与思考题46

第五章 钢的微合金化和钢合金化的新方向48

第一节 钢的微合金化48

一、常用的微合金化元素48

二、微合金化元素在钢中的作用48

三、钢的微合金化49

第二节 钢合金化的新方向50

一、生态合金化51

二、多元高熵合金化53

本章小结53

习题与思考题53

第六章 工程构件用钢54

第一节 工程构件用钢基本的性能要求54

第二节 工程构件用钢的合金化55

一、合金元素对钢力学性能的影响55

二、合金元素对焊接性能的影响57

三、合金元素对钢耐大气腐蚀性的影响57

第三节 低合金高强度钢58

第四节 微合金化低合金高强度钢63

一、成分控制63

二、控制轧制与控制冷却64

三、微合金化元素的作用65

第五节 其他低合金高强度钢65

一、针状铁素体型微合金化钢65

二、低碳贝氏体钢和马氏体钢66

三、双相钢67

四、建筑用抗震耐火钢68

第六节 低合金高强度钢的发展趋势69

本章小结70

习题与思考题71

第七章 机器零件用钢72

第一节 典型机器零件用钢的服役条件、失效方式和对钢的性能要求72

第二节 成分和热处理对性能的保证73

一、机器零件用钢的合金化74

二、机器零件用钢含碳量的选择和回火温度的确定74

第三节 调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢77

一、调质钢77

二、弹簧钢81

三、滚动轴承钢84

第四节 低碳马氏体型结构钢86

一、低碳马氏体钢的性能特点与成分86

二、低碳马氏体钢的应用87

第五节 渗碳钢和氮化钢88

一、渗碳钢88

二、氮化钢91

第六节 超高强度钢93

一、低合金超高强度钢94

二、二次硬化型中合金超高强度钢94

三、马氏体时效型高合金超高强度钢95

四、沉淀硬化型超高强度不锈钢96

第七节 特殊用途的结构钢98

一、高锰耐磨钢98

二、易切削钢99

第八节 机械制造中零件材料的选择100

一、材料选择的基本原则100

二、选择材料的基本思路与方法102

三、典型零件钢材选择的实例103

本章小结105

习题与思考题105

第八章 工模具钢108

第一节 工模具钢的成分与性能特点108

一、工模具钢的化学成分特点108

二、工模具钢热处理的特点109

第二节 刃具用钢109

一、碳素工具钢110

二、低合金工具钢111

三、高速钢113

第三节 冷作模具钢126

一、碳素工具钢和低合金工具钢127

二、高铬和中铬模具钢127

第四节 热作模具钢132

一、热锤锻模具钢133

二、热挤压模具钢134

三、压铸模具钢136

四、塑料模具钢136

五、量具用钢137

本章小结138

习题与思考题139

第九章 不锈钢141

第一节 概论141

一、不锈钢的工作条件及其性能要求141

二、金属腐蚀的类型142

三、金属腐蚀时的极化与钝化143

四、不锈钢的分类145

第二节 合金元素对钢耐蚀性能的影响145

一、提高钢耐蚀性的途径145

二、合金元素对Fe的极化和电极电位的影响145

三、合金元素对不锈钢组织的影响146

四、不锈钢中各元素的作用147

五、腐蚀介质对钢耐蚀性的影响148

第三节 铁素体不锈钢149

一、铁素体不锈钢的钢种及其成分149

二、铁素体不锈钢的脆性150

三、铁素体不锈钢的热加工和热处理150

第四节 马氏体不锈钢151

一、马氏体不锈钢的成分与组织151

二、马氏体不锈钢的热处理152

三、14Cr17Ni2钢153

第五节 奥氏体不锈钢154

一、奥氏体不锈钢的成分特点154

二、奥氏体不锈钢的晶间腐蚀与应力腐蚀155

三、奥氏体不锈钢的热处理157

四、Cr-Mn及Cr-Ni-Mn型不锈钢158

第六节 奥氏体-铁素体双相钢159

本章小结160

习题与思考题160

第十章 耐热钢及耐热合金162

第一节 概述162

一、耐热钢的高温性能要求162

二、钢的抗氧化性能162

三、钢的热强性能165

四、提高热强性的途径166

第二节 抗氧化钢168

一、铁素体型抗氧化钢168

二、奥氏体型抗氧化钢169

第三节 热强钢169

一、珠光体型热强钢169

二、马氏体型热强钢172

三、奥氏体型热强钢174

第四节 镍基高温合金175

本章小结178

习题与思考题178

第十一章 铸铁180

第一节 概述180

一、铸铁中C的存在形式及石墨的形态180

二、铸铁的分类180

三、铸铁牌号的表示方法181

第二节 铸铁的石墨化及其控制182

一、Fe-Fe3C和Fe-G双重状态图182

二、铸铁石墨化过程的热力学和动力学条件182

三、铸铁的石墨化过程184

四、影响铸铁石墨化的因素184

五、石墨的形成和生长机理186

第三节 灰铸铁188

一、灰铸铁的化学成分与组织189

二、灰铸铁的孕育处理189

三、灰铸铁的性能和应用190

第四节 球墨铸铁191

一、球墨铸铁的化学成分与组织192

二、球墨铸铁的球化处理192

三、球墨铸铁的性能与应用193

四、球墨铸铁的热处理193

第五节 蠕墨铸铁196

一、蠕墨铸铁的化学成分与组织197

二、蠕墨铸铁的性能与应用197

第六节 可锻铸铁198

一、可锻铸铁的化学成分与组织198

二、可锻铸铁的性能与应用199

第七节 铸铁的合金化及特殊性能铸铁199

一、耐热合金铸铁199

二、耐磨铸铁200

三、耐蚀铸铁202

本章小结203

习题与思考题203

第十二章 有色金属及其合金205

第一节 铝及其合金205

一、概述205

二、铝合金的分类206

三、铝合金的热处理时效强化207

四、铝合金的细化组织强化210

五、变形铝合金211

六、铸造铝合金214

第二节 铜及其合金216

一、概述216

二、黄铜217

三、青铜220

四、白铜223

第三节 钛及其合金224

一、纯钛的一些基本性质224

二、钛合金的分类与钛的合金化225

三、钛合金的热处理227

四、常用钛合金229

第四节 镁及其合金231

一、镁和镁合金的基本特性231

二、镁的合金化232

三、镁合金的热处理232

四、镁合金的分类和工业用镁合金简介233

第五节 其他有色金属及其合金234

一、锌合金234

二、滑动轴承合金236

本章小结238

习题与思考题239

第十三章 金属功能材料241

第一节 磁性合金241

一、软磁合金242

二、硬磁合金244

第二节 电性合金246

一、电阻合金246

二、热电偶合金248

三、电触头材料249

第三节 形状记忆合金250

一、形状记忆效应及形状记忆效应的分类250

二、形状记忆效应产生原理251

三、形状记忆合金的伪弹性252

四、形状记忆合金的种类252

第四节 储氢合金253

一、对储氢合金的性能要求253

二、金属的储氢原理253

三、常用的储氢合金254

四、储氢合金的应用255

第五节 其他金属功能材料255

一、超导材料255

二、热膨胀合金256

三、弹性合金257

四、减振合金258

五、磁阻合金或磁阻抗合金258

六、生物医学金属材料259

本章小结260

习题与思考题262

参考文献263