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1、目录目录1简介5项目一分析金属材料的力学性能6任务1分析材料强度与塑性7任务1.1强度7任务1.2塑性9任务2分析材料的硬度10任务2.1布氏硬度10子任务2.2洛氏硬度11了任务2.3维氏硬度12任务3分析材料的韧性与疲劳强度13子任务3.1韧性13子任务3.2疲劳强度15项目二金属的结构与结晶16任务1金属的晶体结构17了任务1.1晶体与非晶体17子任务2.2金属的晶格类型19了任务2.3金属的实际晶体结构21任务2金属的结晶23了任务2.1冷却曲线与过冷度23了任务2.2纯金属的结晶过程24子任务2.3金属晶粒大小与控制25了任务2.4铸锭的组织26任务3合金的晶体结构27J任务3.1合
2、金的基本概念27了任务3.2合金的相结构28项目三铁碳合金30任务1铁碳合金的基本组织31子任务2.1纯铁的同素异晶转变31了任务1.2铁碳合金的基本相33任务2铁碳合金相图34任务2.1FE-FE3C相图分析34了任务2.2典型铁碳合金的冷却过程及其组织36子任务2.3含碳量对铁碳合金平衡组织和力学性能的影响42子任务2.4铁碳合金和图的应用43任务3非合金钢（碳钢）44子任务3.1杂质元素对碳钢性能的影响45了任务3.2碳钢的分类46了任务3.3碳钢的牌号、性能和应用47项目四钢的热处理56任务1钢在加热时的组织转变58子任务1.1奧氏体的形成及其影响因素58了任务1.2奧氏体晶粒长人及其
3、影响因素60任务2钢在冷却时的组织转变61子任务2.1过冷奧氏体等温转变61了任务2.2过冷奥氏体的连续冷却转变65任务3钢的退火打正火69任务3.1钢的退火69J；任务3.2钢的正火71任务4钢的淬火72任务4.1淬火工艺72子任务4.2淬火方法74任务5钢的回火75了任务5.1淬火钢的回火转变75了任务5.2回火种类及应用77任务6钢的淬透性及应用78子任务6.1钢的淬透性及应用78任务7钢的表面热处理80了任务7.1钢的感应淬火及火焰淬火80任务8钢的化学热处理82了任务钢的渗碳82子任务8.2钢的渗氮（氮化）85了任务8.3碳氮共渗86项冃五工业用钢87任务1合金元素在钢中的作用88了
4、任务1.1合金钢的分类与编号88任务2钢中常存杂质与合金元素91了任务2.1合金元素对钢中基本相的影响91子任务2.2合金元素对FFg3C相图的影响93（任务2.3合金元素对钢在加热和冷却时转变的影响94（任务2.4合金元素对钢回火转变的影响96任务3结构钢97了任务3.1低合金结构钢97任务3.2渗碳钢99子任务3.3调质钢103任务3.4弹簧钢105任务4工具钢113任务4.1刃具钢113任务4.2模具钢123任务5特殊性能钢131J任务5.1不锈钢131任务5.2耐热钢136项目六铸铁141任务1铸铁的石镰化及其影响因素142子任务1.1铸铁的石墨化142了任务1.2影响石墨化的因素14
5、4任务2灰铸铁145了任务2.1灰铸铁的成分、组织和性能145了任务2.2灰铸铁的孕育处理147了任务2.3灰铸铁的牌号、用途及热处理149任务3球衆铸铁150了任务3.1球墨铸铁的成分、组织和性能150了任务3.2球墨铸铁的牌号、用途及热处理152任务4可锻铸铁155了任务4.1可锻铸铁的成分和生产过程155了任务4.2可锻铸铁的性能、牌号和用途158任务5其他铸鉄159犷任务5.1蠕豊铸铁159J任务5.2合金铸铁161项目七有色金属与粉末冶金材料163任务1铝及铝合金164子任务1.1工业纯铝164了任务1.2铝合金165任务2铜及铜合金172J任务2.1工业纯铜172子任务2.2铜合金
6、173任务3钛及钛合金181J任务3.1纯钛181J任务3.2钛合金182任务4轴承合金183/任务4.1淆动轴承的工作条件及对轴承合金的性能要求183了任务4.2轴承合金的组织特征184子任务4.3常用轴承合金185任务5粉末冶金材料190J任务5.1硬质合金190子任务5.2粉末冶金减摩材料195了任务5.3粉末冶金结构材料196子任务5.4粉末冶金摩擦材料197项目八工程材料的选用199任务1机械零件的失效与分析200子任务1.1失效及其形式200了任务1.2零件失效的原因202任务2工程材料选择的原则、方法和步骤204了任务2.1匸程材料选择的原则204了任务2.2匸程材料选择的方法与
7、步骤207任务3典型零件的选用209了任务3.1齿轮类零件的选材209子任务3.2轴类零件的选材212参考文献215本书是根据学院对校本教材的要求，坚持以能力为本位，重视实践能力的培养，突出职业教育特色。根据机械类专业机械工程材料的教学要求，并结合我们多年来的教学实践而编写的。本书以培养机械类各专业学生具有合理选用机械工程材料、正确确定材料加工工艺方法、妥善安排工艺路线的初步能力为主要目标。本书主要内容包括：金属材料的力学性能、金属的结构与结晶、铁碳合金、钢的热处理、工业用钢、铸铁、有色金属及粉末冶金材料、工程材料的选用等。本书的特点是：(1) 紧密围绕机械类专业的需要，根据机械类专业毕业生所
8、从事职业的实际需要，合理确定学生应具备的能力结构与知识结构，对教材内容的深度、难度做了较大程度的调整。(2) 为了使学生易于掌握基本内容，在每个项目中提出了知识目标、技能目标，并在有些项目后列出了一定数量的项目训练，旨在总结基本槪念、巩固所学知识、培养分析和解决实际问题能力。(3) 全书紧密结合教学基本要求，对主要内容都有一定的理论分析，避免只讲现象和结论。取材力求新颖，尽量做到深入浅出，循序渐进，并注意前后内容的衔接。另外，在理论分析的同时，列举实例加以分析，起到了理论联系实际的作用。本书由山东理工职业学院王金新、杨晓萍、候圣勇、李冲、付龙、张莉、陈金、崔敏、牛嫡、亓学芸、赵传贝等诸位教师编
9、写，其中王金新任主编，杨晓萍、候圣勇、李冲任副主编，全书有宋连龙主审。本书在编写过程中，参考了部分国内外有关教材、科技著作及论文，并得到了有关单位和同志的大力支持，在此一并致以诚挚的谢意。由于编写时间仓促以及编者水平有限，不妥之处在所难免，诚恳地希望广大师生批评指正。编者2015.9任务2金属的结晶任务描述纯金属或合金由液态转变为固态晶体的过程称为结晶。因结晶所形成的组织直接影响到纯金属与合金的性能，所以研究纯金属与合金结晶的基本规律，对改善其组织和性能具有重要意义。任务实施子任务2.1冷却曲线与过冷度纯金属的结晶过程可用冷却曲线来描述。图2-7（a）为用热分析法测绘的冷却曲线，即在金属液缓慢
10、冷却过程中，观察并记录温度随时间变化的数据，将其绘制在温度-时间坐标中而得到的。图2-7纯金屈的冷却曲线由冷却曲线1可知，金属液缓慢冷却时，随着热量向外散失，温度不断下降，当温度降到To时，开始结晶。由于结晶时放出的结晶潜热补偿了苴冷却时向外散失的热量，故结晶过程中温度不变，即冷却曲线上出现了一水平线段，水平线段所对应的温度称为理论结晶温度（T。）0结晶结束后，固态金属的温度继续下降，直至室温。在实际生产中，金属结晶的冷却速度都很快。因此，金属液的实际结晶温度Ti总是低于理论结晶温度T。（图3-2曲线2）,这种现象称为过冷现象。理论结晶温度与实际结晶温度之差T,称为过冷度，即T=To-T!。过冷度的大小与冷却速度、金属的性质和纯度等因素有关。冷却速度越快，过冷度越大。实际上，金属都是在过冷情况下结晶的，过冷是金属结晶的必要条件。
