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绪论1

第一单元 金属材料的性能6

综合知识模块一 金属的物理性能与化学性能6

能力知识点1金属的物理性能6

能力知识点2金属的化学性能8

综合知识模块二 金属的力学性能8

能力知识点1强度、刚度及弹性8

能力知识点2塑性12

能力知识点3硬度13

能力知识点4韧性17

能力知识点5疲劳19

综合知识模块三 金属的工艺性能23

能力知识点1铸造性能23

能力知识点2可锻性23

能力知识点3焊接性23

能力知识点4可加工性24

综合训练24

第二单元 金属的晶体结构与结晶26

综合知识模块一 金属的晶体结构26

能力知识点1晶体与非晶体26

能力知识点2金属的典型晶体结构27

能力知识点3金属的实际晶体结构29

综合知识模块二 纯金属的结晶31

能力知识点1金属结晶的冷却曲线和过冷现象31

能力知识点2晶粒大小对金属力学性能的影响33

能力知识点3细化晶粒的方法33

能力知识点4铸锭及焊缝的结晶34

综合知识模块三 金属的同素异构转变36

能力知识点1同素异构36

能力知识点2纯铁的同素异构转变36

综合训练37

第三单元 二元合金的相结构与结晶38

综合知识模块一 二元合金的晶体结构38

能力知识点1合金的基本概念38

能力知识点2合金的相结构39

综合知识模块二 二元合金相图42

能力知识点1二元合金相图的表示方法42

能力知识点2二元合金相图的测定方法43

综合知识模块三 二元匀晶相图44

能力知识点1相图分析44

能力知识点2杠杆定律45

能力知识点3合金的结晶过程分析46

能力知识点4枝晶偏析47

综合知识模块四 二元共晶相图47

能力知识点1相图分析47

能力知识点2合金的结晶过程分析48

能力知识点3合金的相组分与组织组分52

能力知识点4比密度偏析52

综合知识模块五 合金性能与相图间的关系53

能力知识点1单相固溶体合金53

能力知识点2两相混合物合金54

综合训练55

第四单元 铁碳合金57

综合知识模块一 铁碳合金的基本相58

能力知识点1铁素体58

能力知识点2奥氏体58

能力知识点3渗碳体59

综合知识模块二Fe-Fe3 C相图分析59

能力知识点1 Fe-Fe3 C相图中的点59

能力知识点2 Fe-Fe3 C相图中的线60

能力知识点3 Fe-Fe3 C相图中的区62

综合知识模块三 典型合金的结晶过程及其组织62

能力知识点1 Fe-Fe3 C相图中铁碳合金的分类62

能力知识点2典型合金的结晶过程及其组织63

能力知识点3铁碳合金的成分、组织及性能间的关系68

能力知识点4铁碳合金相图的应用70

综合知识模块四 碳素钢71

能力知识点1钢中的常存杂质元素及其作用71

能力知识点2碳素钢的分类73

能力知识点3我国钢铁产品牌号表示方法及原则73

能力知识点4碳素钢的牌号、性能和用途74

综合训练81

第五单元 钢的热处理83

综合知识模块一 热处理概述83

能力知识点1热处理的实质、目的和作用83

能力知识点2热处理的分类83

综合知识模块二 钢在加热时的转变84

能力知识点1钢热处理的临界温度84

能力知识点2钢的奥氏体化过程85

能力知识点3奥氏体晶粒的长大及控制86

综合知识模块三 钢在冷却时的转变87

能力知识点1热处理冷却概述87

能力知识点2奥氏体等温转变图88

能力知识点3奥氏体等温转变的产物和性能89

能力知识点4马氏体转变92

能力知识点5非共析钢的奥氏体等温转变95

能力知识点6奥氏体连续冷却转变图96

综合知识模块四 钢的退火和正火98

能力知识点1钢的退火98

能力知识点2钢的正火99

综合知识模块五 钢的淬火101

能力知识点1淬火工艺参数102

能力知识点2淬火方法104

能力知识点3钢的淬透性105

综合知识模块六 钢的回火107

能力知识点1钢的回火及目的107

能力知识点2淬火钢在回火时的转变108

能力知识点3回火的种类110

能力知识点4回火脆性111

综合知识模块七 表面热处理112

能力知识点1感应淬火112

能力知识点2火焰淬火113

综合知识模块八 化学热处理114

能力知识点1钢的渗碳115

能力知识点2渗氮117

能力知识点3氮碳共渗和碳氮共渗119

综合知识模块九 热处理质量控制120

能力知识点1钢在热处理时的加热缺陷120

能力知识点2淬火回火的工艺缺陷121

能力知识点3热处理工艺实例123

综合训练124

第六单元 金属的塑性变形与再结晶127

综合知识模块一 金属的塑性变形127

能力知识点1单晶体的塑性变形127

能力知识点2多晶体的塑性变形132

综合知识模块二 冷塑性变形对金属性能和组织的影响132

能力知识点1冷塑性变形对金属性能的影响132

能力知识点2冷塑性变形对金属组织和结构的影响133

能力知识点3残余应力135

综合知识模块三 冷塑性变形金属在加热时的组织与性能变化136

能力知识点1回复136

能力知识点2再结晶137

能力知识点3再结晶后的晶粒长大138

综合知识模块四 金属的热变形加工与冷变形加工139

能力知识点1冷、热变形加工的区别139

能力知识点2热变形加工对金属组织和性能的影响140

综合训练141

第七单元 低合金钢与合金钢143

综合知识模块一 低合金钢与合金钢概述143

能力知识点1低合金钢和合金钢的定义143

能力知识点2低合金钢和合金钢的分类144

综合知识模块二 合金元素在钢中的作用144

能力知识点1合金元素与铁、碳的作用144

能力知识点2合金元素对铁碳相图的影响146

能力知识点3合金元素对热处理的影响148

综合知识模块三 低合金钢与合金钢的编号150

能力知识点1低合金钢的编号150

能力知识点2合金结构钢的编号150

能力知识点3合金工具钢与特殊性能钢的编号151

能力知识点4专用钢的编号151

综合知识模块四 低合金钢152

能力知识点1低合金钢及其分类152

能力知识点2低合金高强度结构钢153

能力知识点3船体结构钢155

综合知识模块五 合金结构钢157

能力知识点1合金渗碳钢157

能力知识点2合金调质钢159

能力知识点3合金弹簧钢162

能力知识点4滚动轴承钢164

综合知识模块六 合金工具钢165

能力知识点1低合金刃具钢166

能力知识点2高速工具钢167

能力知识点3合金模具钢172

能力知识点4量具钢176

综合知识模块七 特殊性能钢178

能力知识点1不锈钢178

能力知识点2耐热钢182

能力知识点3耐磨钢186

综合训练187

第八单元 铸铁190

综合知识模块一 铸铁的石墨化191

能力知识点1铁碳合金双重相图191

能力知识点2石墨化过程192

能力知识点3影响石墨化的因素193

综合知识模块二 灰铸铁195

能力知识点1灰铸铁的成分、组织和性能195

能力知识点2灰铸铁的牌号和用途197

能力知识点3灰铸铁的孕育处理198

能力知识点4灰铸铁的热处理198

综合知识模块三 球墨铸铁199

能力知识点1球墨铸铁的成分、组织和性能199

能力知识点2球墨铸铁的牌号和用途201

能力知识点3球墨铸铁的热处理202

综合知识模块四 蠕墨铸铁205

能力知识点1蠕墨铸铁的成分205

能力知识点2蠕墨铸铁的组织与性能205

综合知识模块五 可锻铸铁206

能力知识点1可锻铸铁的化学成分和组织206

能力知识点2可锻铸铁的牌号、性能及用途208

综合知识模块六 合金铸铁209

能力知识点1耐磨铸铁209

能力知识点2耐热铸铁210

能力知识点3耐蚀铸铁211

综合训练212

第九单元 非铁金属及其合金214

综合知识模块一 铝及铝合金214

能力知识点1工业纯铝214

能力知识点2铝合金的分类及强化215

能力知识点3常用铝合金217

综合知识模块二 铜及其合金220

能力知识点1工业纯铜220

能力知识点2铜合金221

综合知识模块三 其他非铁合金225

能力知识点1钛及钛合金225

能力知识点2镁及镁合金228

能力知识点3锌及锌合金228

能力知识点4粉末冶金229

综合训练231

附录A实验指导书233

实验一 金属的硬度测试233

实验二 金属的冲击试验237

实验三 金相显微镜的使用238

实验四 铁碳合金平衡组织的观察240

实验五 钢的热处理242

实验六 钢的非平衡组织观察245

实验七 合金钢、铸铁及非铁合金显微组织观察247

附录B 平面布氏硬度值计算表250

附录C 黑色金属硬度及强度换算表260

附录D 世界各国常用钢号对照表263

参考文献268