本书是机械类3 4贯通培养的学生在中等职业学校阶段学习的专业课之一，主要内容包括金属材料及其来源、金属材料的性能、金属的晶体结构与结晶、铁碳合金相图、碳素钢、钢的热处理、低合金钢和合金钢、铸铁、有色金属及其合金、非金属材料。各章后面附有本章小结和思考与练习。为了拓展3 4学生的知识面，为大学阶段专业课的学习打下良好的基础，各章增加了拓展阅读环节。
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目录
绪论 1
0.1 金属材料与热处理的发展史 1
0.2 本课程的性质、任务 2
第1章 金属材料及其来源 3
1.1 金属材料及其分类 3
1.1.1 金属材料 3
1.1.2 金属材料的分类 3
1.2 金属材料的来源 5
1.2.1 炼铁 5
1.2.2 炼钢 7
拓展阅读 8
本章小结 10
思考与练习 10
第2章 金属材料的性能 11
2.1 金属材料的力学性能 11
2.1.1 强度 12
2.1.2 塑性 15
2.1.3 硬度 16
2.1.4 韧性 21
2.1.5 疲劳强度 23
2.2 金属材料的工艺性能 25
2.2.1 铸造性能 25
2.2.2 压力加工性能 26
2.2.3 焊接性能 26
2.2.4 切削加工性能 27
拓展阅读 27
本章小结 28
思考与练习 28
第3章 金属的晶体结构与结晶 30
3.1 金属的晶体结构 30
3.1.1 晶体与非晶体 30
3.1.2 金属的晶体结构 30
3.1.3 金属晶格的常见类型 31
3.2 金属的同素异构转变 32
3.3 合金的基本组织 33
3.3.1 合金概述 33
3.3.2 合金的组织 33
拓展阅读 35
本章小结 37
思考与练习 37
第4章 铁碳合金相图 38
4.1 铁碳合金的基本组织 38
4.2 铁碳合金相图分析 41
4.2.1 铁碳合金相图的形成 41
4.2.2 铁碳合金的分类 43
4.2.3 含碳量对铁碳合金组织和性能的影响 43
4.3 铁碳合金相图的应用 45
4.3.1 在选材方面的应用 45
4.3.2 在热加工方面的应用 45
拓展阅读 46
本章小结 50
思考与练习 50
第5章 碳素钢 52
5.1 长存杂质元素对碳素钢性能的影响 52
5.1.1 硅 52
5.1.2 锰 52
5.1.3 硫 52
5.1.4 磷 53
5.1.5 非金属夹杂物 53
5.2 碳素钢的分类 53
5.3 碳素钢的牌号、性能及用途 54
5.3.1 碳素结构钢 54
5.3.2 优质碳素结构钢 55
5.3.3 碳素工具钢 56
5.3.4 铸造碳钢 57
5.3.5 易切削结构钢 58
拓展阅读 58
本章小结 60
思考与练习 60
第6章 钢的热处理 61
6.1 钢的退火与正火 61
6.1.1 退火 61
6.1.2 正火 64
6.2 钢的淬火 64
6.2.1 淬火工艺 64
6.2.2 钢的淬透性与淬硬性 68
6.2.3 淬火缺陷 69
6.3 钢的回火 70
6.3.1 钢在回火时组织和性能的变化 70
6.3.2 回火方法 71
6.3.3 回火脆性 72
6.4 钢的表面热处理 72
6.4.1 表面淬火 73
6.4.2 钢的化学热处理 75
6.5 时效处理 77
6.6 零件的热处理分析 79
6.6.1 热处理的技术条件 79
6.6.2 热处理的工序位置 79
6.6.3 典型零件热处理分析 80
拓展阅读 82
本章小结 83
思考与练习 84
第7章 低合金钢和合金钢 85
7.1 低合金钢 85
7.1.1 合金元素对钢的影响 85
7.1.2 低合金钢的类别、性能及用途 86
7.2 合金钢的分类和牌号 88
7.2.1 合金钢的分类 88
7.2.2 合金钢的牌号 88
7.3 合金结构钢 90
7.3.1 合金渗碳钢 90
7.3.2 合金调质钢 91
7.3.3 合金弹簧钢 93
7.3.4 滚动轴承钢 93
7.3.5 高锰耐磨钢 95
7.4 合金工具钢 96
7.4.1 合金刃具钢 96
7.4.2 合金模具钢 99
7.4.3 合金量具钢 101
7.5 特殊性能钢 102
7.5.1 不锈钢 102
7.5.2 耐热钢 103
拓展阅读 104
本章小结 107
思考与练习 108
第8章 铸铁 110
8.1 铸铁的基础知识 110
8.1.1 铸铁的分类 110
8.1.2 铸铁中石墨的产生及其影响因素 110
8.2 灰铸铁 111
8.2.1 灰铸铁的化学成分、显微组织与性能 111
8.2.2 灰铸铁的孕育处理 112
8.2.3 灰铸铁的牌号、力学性能及用途 112
8.2.4 灰铸铁的热处理 113
8.3 球墨铸铁 113
8.3.1 球墨铸铁的化学成分、显微组织与性能 113
8.3.2 球墨铸铁的牌号、力学性能及用途 113
8.3.3 球墨铸铁的热处理 115
8.4 其他铸铁简介 115
8.4.1 可锻铸铁 115
8.4.2 蠕墨铸铁 116
拓展阅读 117
本章小结 118
思考与练习 119
第9章 有色金属及其合金 120
9.1 铝及铝合金 120
9.1.1 纯铝 120
9.1.2 铝合金 121
9.2 铜及铜合金 123
9.2.1 纯铜 123
9.2.2 铜合金 124
9.3 钛及钛合金 129
9.3.1 纯钛 129
9.3.2 钛合金 129
9.4 轴承合金 130
9.4.1 轴承合金的性能和组织特点 130
9.4.2 常用轴承合金 131
9.5 硬质合金 132
9.5.1 硬质合金的性能特点 132
9.5.2 常用硬质合金 132
拓展阅读 133
本章小结 136
思考与练习 137
第10章 非金属材料 138
10.1 高分子材料 138
10.1.1 塑料 138
10.1.2 橡胶 140
10.2 陶瓷材料 141
10.2.1 陶瓷的分类与性能 141
10.2.2 常用工业陶瓷 142
10.3 复合材料 142
10.3.1 复合材料的分类与性能 142
10.3.2 常用复合材料 143
拓展阅读 144
本章小结 144
思考与练习 145
参考文献 146
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