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第1篇 概论1

第1章 术语总汇和工程数据1

第1节 冶金学术语和金属制造专用术语1

第2节 工程数据124

金属和合金的密度（表1.1-1）124

金属和合金的线膨胀系数（表1.1-2）132

金属和合金的热导率（表1.1-3）135

金属和合金的电导率和电阻率（表1.1-4）138

金属和合金的近似熔点（表1.1-5）141

普通气体和液体的物理性质（表1.1-6）145

非奥氏体钢的近似当量硬度值（洛氏C硬度范围）（表1.1-7）146

非奥氏体钢的近似当量硬度值（洛氏B硬度范围）（表1.1-8）148

奥氏体不锈钢薄板的近似当量硬度值（洛氏C硬度范围）（表1.1-9）150

奥氏体不锈钢薄板的近似当量硬度值（洛氏B硬度范围）（表1.1-10）151

退火状态下奥氏体不锈钢中厚板的布氏-洛氏B近似当量硬度值（表1.1-11）153

一些合金微量组分和不同矿石的硬度（图1.1-1）154

锻压铝制品的近似当量硬度值（表1.1-12）154

锻压铜［w（Cu）＞99％，合金C10200到C14200］的近似当量硬度值（表1.1-13）155

不同工程材料的强度与密度之间的关系（图1.1-2）158

弹壳黄铜［w（Cu）为70％，w（Zn）为30％］的近似当量硬度值（表1.1-14）159

金属和合金的统一编号系统（UNS）导则（表1.1-15）161

国际标准SI前缀——名称和符号（表1.1-16）163

国际单位制（SI）的基本单位、辅助单位和导出单位（表1.1-17）163

不同工程材料的断裂韧度与强度之间的关系（图1.1-3）165

计量单位的换算（按量值／类别排序）（表1.1-18）165

计量单位的换算（按字母排序）（表1.1-19）168

腐蚀率的换算（表1.1-20）173

基本物理量常数（表1.1-21）173

希腊字母表（表1.1-22）174

第2章 金属的组织和性质175

第1节 化学元素175

元素名称及其符号（表1.2-1）175

元素的相对原子质量（表1.2-2）176

元素周期表（图1.2-1）179

第2节 金属元素的晶体结构180

晶体学术语及其基本概念180

晶体瑕疵和塑性流动190

第3节 合金相图及其显微组织192

通用术语192

一元相图194

二元相图194

三元相图197

热力学原理198

热力学和相图199

相图的解读201

相图举例208

附录1 在大气压下的元素熔点与沸点214

附录2 在大气压下的元素同素异型变化216

第4节 金属性质217

物理性质217

化学性质224

力学性能224

第3章 设计依据和材料选用229

第1节 引论和概述229

设计的主要依据230

选用材料的主要依据230

同步工程233

第2节 设计要素236

设计的基本要求236

设计的统计学特性247

设计中的总体寿命周期251

设计中的其他主要因素252

第3节 材料选用的要素259

材料性能260

制造工艺的考虑因素261

制造工艺性264

材料选用的其他主要因素271

第2篇 铁、钢和高性能合金275

第1章 铁和钢的组织与性能之间的关系275

材料选用的基础275

显微组织的作用285

铁素体285

珠光体288

铁素体-珠光体290

贝氏体292

马氏体295

奥氏体299

铁素体-渗碳体300

铁素体-马氏体300

铁素体-奥氏体301

石墨301

渗碳体302

第2章 钢的冶炼及其对性能的影响304

炼铁305

炼钢309

钢的二次冶炼314

特种钢的冶炼321

铸造324

热轧331

特种工艺路线338

钢液的分析技术341

第3章 碳素钢和合金钢344

第1节 碳素钢和合金钢的分类和代号344

第2节 碳素钢和合金钢的力学性能383

第3节 薄钢板、带钢和厚钢板395

低碳钢薄钢板和带钢395

合金钢薄钢板和带钢400

预涂层薄钢板401

搪瓷用薄钢板404

碳素钢厚钢板和低合金钢厚钢板406

第4节 钢的棒材、圆钢和线材409

热轧钢棒材和型材409

冷精加工钢棒材414

钢盘条420

钢线材423

第5节 钢管制品426

第6节 闭式模用钢的锻件430

第7节 铸钢件439

第8节 轴承钢447

第9节 高强度结构钢和高强度低合金钢451

第10节 超高强度钢461

第11节 耐磨奥氏体锰钢471

第12节 碳素钢和合金钢的淬硬性476

第13节 碳素钢和合金钢的应用特性483

钢的耐磨性483

钢的高温性能492

钢的疲劳特性498

钢的脆化503

钢的缺口韧性506

钢的断裂韧度513

第14节 碳素钢和合金钢的腐蚀特性520

腐蚀环境的类型520

在大气中的腐蚀521

在土壤中的腐蚀524

在混凝土中的腐蚀525

在淡水中的腐蚀525

在海水中的腐蚀526

钢的应力腐蚀开裂529

钢的腐蚀防护529

第4章 铸铁532

第1节 铸铁的冶金学基础532

第2节 灰铸铁535

第3节 球墨铸铁541

第4节 致密型石墨铸铁551

第5节 可锻铸铁555

第6节 合金铸铁559

第5章 铁质粉末冶金材料567

第1节 压制和烧结零件567

粉末的制造567

压实与烧结569

铁质P/M材料的代号571

铁质P/M材料的性质579

第2节 高密度零件586

粉末锻压586

金属注射模压593

第6章 工具钢595

分类与特征595

工具钢的性能605

表面处理对性能的影响611

制造特征613

切削裕量614

P/M工具钢614

精密铸造工具钢618

特种工具钢618

第7章 不锈钢621

第1节 锻压不锈钢：选择和应用621

第2节 锻压不锈钢的加工645

第3节 锻压不锈钢的耐腐蚀性652

第4节 铸造不锈钢662

第5节 粉末冶金不锈钢670

第8章 超合金677

一般背景677

工艺686

性能与显微组织693

环境因素711

第3篇 非铁合金和特殊用途材料715

第1章 铝和铝合金715

第1节 铝和铝合金引论715

第2节 铝的合金和状态代号系统728

第3节 化学成分和国际代号732

第4节 铝合金的金属物理学761

第5节 铝的锻压产品769

第6节 锻压铝合金的性能803

第7节 铸造铝产品851

第8节 铝铸件的性能859

第9节 铝的粉末冶金产品875

第10节 铝和铝合金的耐腐蚀性878

第2章 铜和铜合金890

第1节 引论和概述890

第2节 铜管制品929

第3节 铜丝和铜缆934

第4节 铜合金铸件948

第5节 铜的粉末冶金制品957

第6节 铜的受热软化及其应力松弛968

第7节 铜及其合金的腐蚀特征971

第3章 镁和镁合金991

第1节 选择与应用991

镁工业991

合金和状态的代号992

铸造合金993

锻压合金997

力学性能999

产品形式的选择1004

制造特性1005

设计和减轻重量1008

第2节 耐腐蚀性1010

冶金学因素1010

环境因素1011

应力腐蚀开裂1013

电化学腐蚀1013

组合件的保护1014

涂层保护系统1015

第4章 钛和钛合金1018

第1节 引论和概述1018

第2节 冶炼1023

第3节 耐腐蚀性1032

第4节 所选合金的性能、成分和应用1034

第5节 有关钛的精选参考文献1038

第5章 锌和锌合金1039

锌工业1039

锌镀层1040

锌合金铸件1041

锻压锌和锻压锌合金1047

锌的耐腐蚀性1049

第6章 锡和锡合金1055

锡的生产1055

镀锡1055

纯（非合金化）锡1056

化学物质中的锡1056

锡基合金1056

其他含锡合金1060

耐腐蚀性1060

第7章 铅和铅合金1062

铅的生产1062

产品形式1062

成分与牌号1063

铅的性能1066

产品和应用1069

耐腐蚀性1070

第8章 镍和镍合金1075

采矿和冶炼1075

镍的应用1076

镍和镍合金的分类1076

耐腐蚀性1082

第9章 钴和钴合金1088

采矿和冶炼1088

钴的应用1088

耐磨损合金1089

高温合金1092

耐腐蚀合金1093

特种用途合金1094

第10章 锆和铪1096

金属的冶炼与制造1096

锆的金属学性质及其合金1096

合金的牌号1098

耐腐蚀性1099

铪1099

第11章 贵重金属及其合金1101

贵重金属工业1101

资源和消耗1101

商贸业务1102

性能、产品形式和应用1103

性能特征1103

产品形式1105

银和银合金1105

金及其合金1106

铂系金属1107

第12章 高熔点金属及其合金1109

钼及其合金1109

钨及其合金1112

铌及其合金1113

钽及其合金1114

铼及含铼合金1114

抗氧化性和保护涂层1115

第13章 硬质合金和金属陶瓷1118

硬质合金的制造1118

用于切削加工的硬质合金1119

硬质合金的分类1121

硬质合金的性能1122

经涂层的硬质合金1124

硬质合金的非切削应用1124

金属陶瓷1124

第14章 特种用途材料1126

第1节 软磁材料1126

第2节 永磁材料1134

第3节 超导材料1143

第4节 电阻合金1146

第5节 电接触材料1154

第6节 热电偶材料1164

第7节 低膨胀合金1168

第8节 形状记忆合金1172

第9节 可熔性合金1175

第10节 表面硬化合金1177

第11节 金属基体复合材料1181

第12节 结构用金属间化合物1191

第13节 铍1207

第14节 极高密度的金属1209

第15节 用于滑动轴承的材料1215

第16节 生物材料1226