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内容简介

《金属材料及热处理》为教育部高等学校材料科学与工程教学指导委员会规划教材，根据教育部高等学校材料科学与工程教学指导委员会制订的教学基本要求编写。“金属材料与热处理”是高等工科院校材料科学与工程专业的专业基础课之一，教学目的是使学生理解金属材料的组织、性能和加工工艺三者之间的关系，掌握金属材料的强化理论，为今后金属材料的选择及加工工艺制订的奠定坚实的理论基础。
全书共8章，分别为第1章概述了金属材料在人类社会中的作用，强调了热处理在材料生产中的地位，指明了全书的研究内容与目的；第2章讲述了金属材料的固态相变的基础理论；第3章介绍了钢的热处理原理与工艺；第4章介绍了有色金属材料的热处理原理与工艺；第5章介绍了金属材料的强韧化方法，并对材料失效做了初步分析；第6章介绍了常见的构件用钢、机器零件用钢和特殊性能用钢，并对铸铁进行了讲述；第7章介绍了常见的铝、铜等有色金属材料；第8章在前述内容的基础上，介绍了材料失效基础知识与典型金属材料的设计原则和方案。
《金属材料及热处理》可作为材料科学与工程专业（金属材料方向），材料加工专业本科生教材，也可供冶金、机械等行业的研究生和工程技术人员参考。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 金属材料在人类社会发展中的作用与地位
1.2 金属材料成分、工艺、组织与性能的关系
1.3 金属热处理在金属材料生产中的作用与地位
1.4 “金属材料及热处理”的研究对象、内容与目的
思考练习题

第2章 固态相变导论
2.1 概述
2.2 固态相变的基本类型
2.2.1 固态相变中的分类方法
2.2.2 扩散型相变的主要类型
2.2.3 无扩散型相变的主要类型
2.2.4 介于扩散型与无扩散型间的相变
2.3 固体中的相界面
2.3.1 相界面类型与界面能
2.3.2 共格界面
2.3.3 半共格界面
2.3.4 非共格界面
2.3.5 弹性应变能
2.3.6 界面能与应变能的作用
2.4 固态相变的一般规律
2.4.1 均匀形核基本规律
2.4.2 非均匀形核基本规律
2.4.3 在界面处形核
2.4.4 在位错上形核
2.4.5 非均匀形核速率
2.4.6 晶核长大基本规律
2.4.7 热激活型界面过程控制长大
2.4.8 非热激活型界面过程控制长大
2.4.9 受长程扩散过程控制的长大
2.4.10 相变动力学
2.4.11 转变动力学图（TTT图）
2.4.12 建立数学方程
2.5 固态相变理论具体应用举例——第二相形状预测
思考练习题

第3章 钢的热处理原理与工艺
3.1 钢在加热时的组织转变
3.1.1 奥氏体的组织结构
3.1.2 奥氏体的形成
3.1.3 影响奥氏体形成速度的因素
3.1.4 奥氏体晶粒长大及其控制
3.2 钢的过冷奥氏体转变动力学图
3.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线
3.2.2 过冷奥氏体连续冷却转变曲线
3.2.3 过冷奥氏体连续冷却转变曲线与等温转变曲线的比较
3.3 珠光体转变与钢的退火和正火
3.3.1 珠光体的组织形态与力学性能
3.3.2 珠光体转变机制
3.3.3 伪共析转变
3.3.4 亚（过）共析钢先共析相的析出
3.3.5 影响珠光体形成速度的因素
3.3.6 钢的退火与正火
3.4 马氏体转变与钢的淬火
3.4.1 马氏体转变的主要特征
3.4.2 马氏体的晶体结构、组织形态与力学性能
3.4.3 马氏体转变的热力学
3.4.4 马氏体转变的动力学
3.4.5 表面马氏体转变
3.4.6 奥氏体的热稳定化
3.4.7 钢的淬火
3.4.8 钢的淬透性
3.5 回火转变与钢的回火
3.5.1 淬火碳钢回火时的组织转变
3.5.2 合金元素对回火转变的影响
3.5.3 回火时力学性能的变化
3.5.4 钢的回火工艺与应用
3.6 贝氏体转变与钢的等温淬火
3.6.1 贝氏体转变的基本特征
3.6.2 贝氏体的组织形态
3.6.3 贝氏体形成过程
3.6.4 影响贝氏体转变的因素
3.6.5 贝氏体转变产物的力学性能
3.6.6 钢的等温淬火
3.7 钢的表面热处理
3.7.1 表面淬火
3.7.2 快速加热时的相变特点
3.7.3 表面淬火后钢的组织与性能
3.7.4 表面淬火方法
3.7.5 钢的化学热处理
3.8 形变热处理
思考练习题

第4章 有色金属热处理原理与工艺
4.1 概述
4.2 均匀化退火
4.2.1 铸态合金的组织与性能特点
4.2.2 均匀化退火过程中的组织性能变化
4.2.3 有色合金的均匀化退火的工艺
4.3 基于回复与再结晶过程的退火
4.3.1 冷变形金属的组织和性能
4.3.2 冷变形金属在退火过程中组织和性能变化
4.3.3 有色合金的去应力退火
4.3.4 有色合金的回复退火和再结晶退火
4.3.5 典型有色金属及合金的回复退火及再结晶退火工艺
4.4 基于固态相变过程的退火
4.4.1 基于固溶度变化的退火
4.4.2 重结晶退火
4.5 淬火与时效
4.5.1 基本概念
4.5.2 合金固溶处理后性能的变化
4.5.3 过饱和固溶体分解机制
4.5.4 脱溶序列及产物的结构特征
4.5.5 脱溶产物的组织特征
4.5.6 时效前后合金性能变化（时效硬化曲线及影响时效硬化的因素）
4.5.7 影响时效过程及材料性能的因素
4.5.8 淬火（固溶处理）与时效的工艺
4.6 有色合金的形变热处理
4.6.1 热变形时金属组织的变化
4.6.2 有色合金的形变热处理类型
4.6.3 有色合金的形变热处理工艺规程
思考练习题

第5章 金属强韧化导论
5.1 金属材料的强度、塑性和韧性
5.1.1 金属材料的强度
5.1.2 金属材料的塑性与韧性
5.1.3 金属材料的强韧化
5.1.4 环境作用下金属材料强韧性行为
5.2 强化机制
5.2.1 固溶强化
5.2.2 细晶强化
5.2.3 形变强化（位错强化）
5.2.4 第二相强化
5.3 改善塑性和韧性的途径
5.3.1 塑性变化基本规律与改善塑性的途径
5.3.2 影响塑性的主要因素
5.3.3 改善韧性的途径
5.4 环境对强韧性的影响
……
第6章 钢铁材料
第7章 有色金属及其合金
第8章 机械零件的选材
主要参考文献

精彩书摘

3.按原子迁移情况分类
按照相变过程中原子迁移情况可以将固态相变分为三种类型。
第一类是扩散型的相变。在这类相变过程中，必须依靠原子或离子的长距离扩散来完成，因而扩散是这类相变中起控制作用的主要因素。因为原子的扩散系数与温度呈指数关系，所以温度对相变过程有重要影响。温度越高原子活动能力越强，相变越容易进行。所以可以通过控制相变温度从而控制相变过程。绝大多数相变属于这一类。
第二类是无扩散型的相变。整个相变过程（结构变化、成分变化或有序度变化等）不是依靠原子或离子发生长程扩散来完成的相变，称为无扩散型相变。关于扩散一般是这样定义的：原子的迁移称为扩散。在无扩散型相变过程中，并非原子不发生迁移，而是迁移的方式与扩散型相变有本质的区别。相变时原子通过类似范性形变过程中孪生变形那样做规则的迁移，相变前后各原子间的相邻关系不发生变化。使点阵发生改组但是化学成分不发生变化。钢中的马氏体相变是典型的无扩散型相变。
第三类转变是介于上述两类相变之间的一种过渡型转变，已发现的属于这类相变的有两种：一种叫块形转变，它接近于扩散型相变，相界面的移动也是通过原子逐个扩散而进行的，但在这里扩散只局限于原子横跨界面而进行的短距离扩散，而没有长距离的扩散，已在Fe-Ni合金及一些铜、铝合金中发现这类转变；另一种叫贝氏体型转变，接近于马氏体转变，在这类转变过程中，若产生两个新相，则其中之一依靠扩散成长，另一相依靠切变成长；若只产生一个新相，则其中只有一个组元进行扩散，另一个组元不发生扩散，无论哪一种情况，扩散与非扩散二者都是相互影响或相互制约的，这种转变是以钢中的贝氏转变而命名的。本章将按照这种分类方式具体说明固态相变中的主要类型。
……

前言/序言

　　材料是国民经济、社会进步和国家安全的物质基础与先导，材料技术已成为现代工业、国防和高技术发展的共性基础技术，是当前最重要、发展最快的科学技术领域之一。发展材料技术将促进包括新材料产业在内的我国高新技米产业的形成和发展，同时又将带动传统产业和支柱产业的改造和产品的升级换代。“十五”期间。我国材料领域在光电子材料、特种功能材料和高性能结构材料等方面取得了较大的突破。在一些重点方向迈入了国际先进行列。依据国家“十一五”规划，材料领域将立足国家重大需求，自主创新、提高核心竞争力、增强材料领域持续创新能力将成为战略重心。纳米材料与器件、信息功能材料与器件、高新能源转换与储能材料、生物医用与仿生材料、环境友好材料、重大工程及装备用关键材料、基础材料高性能化与绿色制备技术、材料设计与先进制备技术将成为材料领域研究与发展的主导方向。不难看出，这些主导方向体现了材料学科一个重要发展趋势，即材料学科正在由单纯的材料科学与工程向与众多高新科学技术领域交叉融合的方向发展。材料领域科学技术的快速进步，对担负材料科学与工程高等教育和科学研究双重任务的高等学校提出了严峻的挑战。为迎接这一挑战，高等学校不但要担负起材料科学与工程前沿领域的科学研究、知识创新任务。而且要担负起培养能适应材料科学与工程领域高速发展需求的、具有新知识结构的创新型高素质人才的重任。

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