醉染图书机械材料选择与应用手册97871242096

章金属材料的相关知识001
1.1概述001
1.2金属材料的晶体结构001
1.2.1空间点阵和晶格001
1.2.2晶胞001
1..晶系003
1.2.4常用金属结构类型003
1.2.5实际金属晶体结构的特点003
1.3金属的同素异晶转变005
1.4铁碳合金中的基本组织005
1.4.1铁素体005
1.4.2奥氏体005
1.4.3渗碳体006
1.4.4珠光体006
1.4.5莱氏体006
1.4.6贝氏体007
1.4.7马氏体008
1.4.8索氏体008
1.4.9托氏体(屈氏体)008
1.5铁碳合金状态图(相图)009
1.5.1铁碳合金状态图009
1.5.2合金元素对铁碳合金状态图的影响011
1.6钢的结晶和固态相变013
1.6.1共析钢013
1.6.2亚共析钢013
1.6.3过共析钢014
1.7钢的过冷奥氏体转变曲线图及应用014
1.7.1钢的等温转变及奥氏体等温转变曲线(TTT曲线)015
1.7.2钢的连续转变及奥氏体连续转变曲线(CCT曲线)016
1.7.3合金元素对过冷奥氏体转变曲线的影响017
1.8钢中合金元素的作用018
1.8.1硅(Si)021
1.8.2锰(Mn)021
1.8.3磷(P)021
1.8.4硫(S)022
1.8.5铬(Cr)022
1.8.6镍(Ni)022
1.8.7钼(Mo)0
1.8.8钒(V)0
1.8.9钛(Ti)0
1.8.10铌(Nb)024
1.8.11钨(W)024
1.8.12铝(Al)024
1.8.13铜(Cu)024
1.8.14硼(B)025
1.8.15钴(Co)025
1.8.16稀土元素(RE)025
1.8.17氮(N)025
1.8.18氢(H)026
1.8.19氧(O)026
第2章金属材料的分类、编号、识别及主要特027
2.1金属材料的分类027
2.1.1纯金属028
2.1.2合金028
2.1.3黑色金属及合金029
2.1.4有色金属及合金029
2.2钢铁材料牌号表示方法031
2.2.1中国钢铁材料牌号表示方法(GB)032
2.2.2日本钢铁材料牌号表示方法(JIS)045
2..韩国钢铁材料牌号表示方法(KS)051
2.2.4俄罗斯钢铁材料牌号表示方法(ГОСТ)054
2.2.5美国钢铁材料牌号表示方法(SAE、AISI、ASTM、UNS、ASI)058
2.2.6德国钢铁材料牌号表示方法(DIN)064
2.2.7英国钢铁材料牌号表示方法(BS)069
2.2.8法国钢铁材料牌号表示方法(NF)073
2.2.9瑞典钢铁材料牌号表示方法(SS)076
2.2.10欧洲标准钢铁材料牌号表示方法(EN)078
2.2.11国际标准化组织钢铁材料牌号表示方法(ISO)079
2.2.12核泵常用钢铁材料牌号表示方法083
2.2.13钢铁材料的商业牌号084
.有色金属及合号表示方法084
..1中国有色金属及合号表示方法(GB)084
..2日本有色金属及合号表示方法(JIS)087
..俄罗斯有色金属及合号表示方法(ГОСТ)088
..4美国有色金属及合号表示方法(ASTM)089
..5德国有色金属及合号表示方法(DIN)090
..英国有色金属及合号表示方法(BS)092
..法国有色金属及合号表示方法(NF)093
..国际标准化组织有色金属及合号表示方法(ISO)094
..欧洲标准化委员会有色金属及合号表示方法(EN)095
2.4常用金属材料的特及途096
2.4.1普通碳素结构钢096
2.4.2低合金高强度钢098
2.4.3优质碳素结构钢101
2.4.4合金结构钢108
2.4.5弹簧钢108
2.4.6不锈钢108
2.4.7耐热钢132
2.4.8铸钢159
2.4.9非调质钢177
2.4.10灰铸铁179
2.4.11球墨铸铁184
2.4.12可锻铸铁187
2.4.13耐蚀铸铁190
2.4.14抗磨铸铁(含高铬铸铁)194
2.4.15铜及铜合金196
2.4.16铸造铝合金220
2.4.17钛及钛合金226
2.4.18铸造轴承合金226
2.4.19耐蚀合金(高镍合金)240
2.4.20高温合金241
2.5耐磨用金属材料261
2.5.1耐磨铸铁261
2.5.2耐磨合金钢263
2.5.3锰系耐磨钢267
2.6低温用金属材料269
2.6.1低温用钢269
2.6.2钛及钛合金272
2.6.3铝及铝合金273
2.6.4镍合274
2.7高温用金属材料275
2.8耐腐蚀用金属材料276
第3章金属材料的成形知识277
3.1炼钢277
3.1.1常见的炼钢方法277
3.1.2钢冶炼时可能产生的质量缺陷及危害280
3.2铸锭(模铸)282
3.2.1铸锭工艺方法282
3.2.2铸锭时可能产生的质量缺陷和危害283
3.3连铸286
3.3.1连铸生产特点286
3.3.2连铸可能产生的质量缺陷及危害287
3.4锻造(锻压)288
3.4.1锻造(锻压)工艺方法288
3.4.2热锻造(锻压)加工可能产生的质量缺陷及危害290
3.4.3锻后热处理291
3.5轧制291
3.5.1轧制加工工艺方法291
3.5.2轧制可能产生的质量缺陷及危害292
3.6拉拔293
3.6.1拉拔加工工艺方法293
3.6.2拉拔可能产生的质量缺陷及危害293
3.7挤压294
3.7.1挤压加工工艺方法294
3.7.2挤压可能产生的质量缺陷及危害295
3.8冲压295
3.8.1冲压加工工艺方法295
3.8.2冲压可能产生的质量缺陷及危害296
3.9铸造296
3.9.1铸造生产的主要工艺方法分类296
3.9.2铸造产品的质量及影响因素298
3.10锻件生产及质量控制299
3.10.1锻件生产流程299
3.10.2锻件质量缺陷及检验301
3.10.3锻件的质量控制302
3.11板材生产及质量控制302
3.11.1板材生产流程303
3.11.2轧板质量缺陷和检验304
3.11.3轧板的质量控制305
3.12管材生产及质量控制305
3.12.1管材生产流程305
3.12.2管材的质量缺陷和检验306
3.1.钢管的质量控制307
3.13铸件生产及质量控制307
3.13.1砂型铸造铸件生产流程308
3.13.2铸件可能产生的缺陷和检验309
3.13.3铸件的质量控制310
第4章金属材料的影响因素312
4.1金属材料的力学影响因素312
4.1.1金属材料的强度312
4.1.2金属材料的塑316
4.1.3金属材料的韧31
4.1.4金属材料的断裂韧319
4.1.5金属材料的疲劳能321
4.1.6金属材料的耐磨能3
4.1.7金属材料的高温能329
4.1.8金属材料的低温能332
4.1.9金属材料的硬度333
4.2金属材料的耐腐蚀影响因素335
4.2.1腐蚀的基本知识336
4.2.2金属的钝化339
4..机械零件(产品)常见腐蚀类型340
4.2.4均匀腐蚀342
4.2.5电偶腐蚀343
4.2.6晶间腐蚀344
4.2.7点腐蚀347
4.2.8缝隙腐蚀350
4.2.9应力腐蚀断裂354
4.2.10腐蚀疲劳359
4.2.11空泡腐蚀(腐蚀介质中的气蚀)361
4.2.12冲刷腐蚀和腐蚀磨损364
4.3金属材料的抗辐照能366
4.3.1辐照效应的结果367
4.3.2影响材料抗辐照能的材料因素368
4.4金属材料的物理能368
4.4.1比热容369
4.4.2热膨胀369
4.4.3导热369
4.4.4热稳定370
4.4.5密度370
4.4.6熔点370
4.4.7电阻370
4.4.8弹模量371
4.4.9切变模量371
4.4.10泊松比371
4.5金属材料的工艺能371
4.5.1铸造能(可铸)371
4.5.2锻压能(可锻压)372
4.5.3焊接能(可焊)372
4.5.4切削加工能(可切削)372
4.5.5热处理能(可热处理)373
第5章金属材料的热处理375
5.1钢的热处理原理375
5.1.1钢加热(保温)过程的转变375
5.1.2奥氏体冷却过程的转变376
5.1.3钢回火时的转变377
5.1.4钢的时效强化378
5.2钢常见的热处理方法379
5.2.1钢的均匀化退火379
5.2.2钢的完全退火380
5..钢的不完全退火384
5.2.4钢的等温退火385
5.2.5钢的去应力退火385
5.2.6钢的正火387
5.2.7钢的淬火388
5.2.8钢的回火392
5.2.9钢的调质处理393
5.2.10钢的冷处理394
5.2.11钢的固溶处理394
5.2.12钢的时效(沉淀硬化)处理395
5.2.13钢的调整处理396
5.2.14钢的稳定化退火处理397
5.2.15不锈钢的敏化处理397
5.2.16钢的火焰表面淬火398
5.2.17钢的感应加热表面淬火399
5.2.18钢的激光表面淬火402
5.2.19钢的真空热处理403
5.2.20钢的可控气氛热处理404
5.2.21钢的渗碳405
5.2.22钢的渗氮407
5.2.钢的碳氮共渗411
5.2.24钢的氮碳共渗412
5.2.25钢的硫氮碳共渗413
5.2.26钢的P处理415
5.2.27钢的渗硼415
5.2.28钢的渗金属416
5.3典型金属材料的热处理417
5.3.1调质钢的热处理417
5.3.2弹簧钢的热处理419
5.3.3工具类钢的热处理421
5.3.4轴承钢的热处理4
5.3.5马氏体时效钢的热处理424
5.3.6铁素体不锈钢的热处理427
5.3.7奥氏体不锈钢的热处理430
5.3.8奥氏体-铁素体双相不锈钢的热处理437
5.3.9马氏体不锈钢的热处理441
5.3.10沉淀硬化不锈钢的热处理450
5.3.11耐热钢的热处理455
5.3.12高温合金的热处理458
5.3.13耐蚀合金的热处理461
5.3.14低温用钢的热处理462
5.3.15灰铸铁的热处理463
5.3.16球墨铸铁的热处理464
5.3.17高铬白口抗磨铸铁的热处理466
5.3.18铜及常用铜合金的热处理468
5.3.19铝及铝合金的热处理470
5.3.20钛及钛合金的热处理474
第6章金属材料的表面处理478
6.1堆焊478
6.1.1堆焊材料478
6.1.2堆焊方法480
6.1.3堆焊的质量检验和质量控制485
6.2热喷涂488
6.2.1热喷涂原理概述489
6.2.2热喷涂材料489
6..热喷涂方法、种类及特点490
6.2.4热喷涂层的选用原则493
6.2.5待喷涂面的制备493
6.2.6热喷涂层的质量检验和质量控制494
6.3电镀496
6.3.1电镀的基本知识496
6.3.2电镀层的分类496
6.3.3电镀方法的标志(用于紧固件)498
6.3.4镀前的表面处理501
6.3.5镀后处理502
6.3.6电镀层的质量检验和质量控制503
6.4镀硬铬505
6.4.1镀铬层特505
6.4.2镀硬铬的工艺程序及控制505
6.4.3镀铬层的质量检验和质量控制506
6.4.4核电产品的镀铬506
6.4.5镀硬铬对疲劳强度的影响506
6.4.6对于金属和合金镀层的相关说明507
6.5化学镀509
6.5.1化学镀的机理及特点509
6.5.2化学镀镍用材料509
6.5.3化学镀镍层的特点应用510
6.5.4化学镀层的质量检验和质量控制510
6.6磷化510
6.6.1磷化及其作用510
6.6.2磷化液配方的选择511
6.6.3磷化处理工艺要点512
6.6.4磷化层的质量检验和质量控制514
6.6.5磷化工艺的工序安排515
6.7发蓝515
6.7.1发蓝处理及其作用515
6.7.2发蓝溶液的配方及其反应机理515
6.7.3发蓝的工艺流程及控制要点516
6.7.4发蓝的质量检验516
6.7.5低温和常温发蓝(黑)工艺517
6.7.6发蓝工艺的工序安排517
6.8表面处理新技术介绍517
6.8.1气相沉积技术517
6.8.2高能束技术(激光合金化技术和离子注入技术)518
6.9表面处理的正确选择和实施519
6.9.1表面处理类型的正确选择520
6.9.2表面处理工艺的正确实施521
第7章金属材料的检验与试验5
Ⅰ化学成分检验5
7.1金属材料的化学成分检验5
7.1.1常见的分析检验方法5
7.1.2取样和制样524
7.1.3检验分析524
7.1.4结果评定和允许偏差524
Ⅱ力学能检验528
7.2金属材料的硬度试验528
7.2.1布氏硬度试验528
7.2.2锤击式布氏硬度试验532
7..洛氏硬度试验533
7.2.4维氏硬度试验537
7.2.5肖氏硬度试验543
7.2.6里氏硬度试验544
7.2.7钢铁硬度与强度的换算关系545
7.3室温拉伸试验545
7.3.1静拉伸试验原理545
7.3.2试验设备要求545
7.3.3拉伸试样制备546
7.3.4拉伸试验的一般要求及结果评定557
7.4高温拉伸试验和低温拉伸试验558
7.5室温冲击试验559
7.5.1冲击试验原理559
7.5.2试验设备要求560
7.5.3冲击试样制备560
7.5.4冲击试验的一般要求和结果评定563
7.6高温冲击试验和低温冲击试验566
7.7金属材料的磨损试验567
7.7.1典型的磨损试567
7.7.2磨损结果的测定及表示方法569
7.8力学能的试验方法569
7.8.1疲劳试验569
7.8.2压缩试验570
7.8.3静扭转试验570
7.8.4剪切试验570
7.8.5落锤试验和动态撕裂试验571
7.8.6断裂韧度试验571
7.8.7高温强度试验571
Ⅲ工艺能试验572
7.9金属管的扩口试验和压扁试验572
7.9.1金属管的扩口试验572
7.9.2金属管的压扁试验573
Ⅳ腐蚀试验574
7.10均匀(全面)腐蚀试验575
7.11不锈钢的晶间腐蚀试验576
7.12不锈钢三氯化铁点腐蚀试验581
7.13腐蚀试验的方法582
7.13.1盐雾腐蚀试验582
7.13.2不锈钢缝隙腐蚀试验583
7.13.3不锈钢应力腐蚀试验583
7.13.4电偶腐蚀试验583
7.13.5点腐蚀电位测量试验584
7.13.6点腐蚀临界温度试验584
7.13.7腐蚀疲劳试验584
7.13.8空泡腐蚀试验584
7.13.9腐蚀磨损试验584
Ⅴ无损检验(检测)585
7.14渗透检测(PT)585
7.15磁粉检测(MT)586
7.16超声波检测(UT)587
7.17线检测(RT)589
7.18涡流检测(ET)590
7.19无损检测的方法591
7.19.1声发检测(AE)591
7.19.2光纤检测591
7.19.3红外线检测(IT)591
Ⅵ宏观组织缺陷检验592
7.20钢材的酸蚀检验592
7.21钢材的硫印检验596
7.22宏观检验的方法597
Ⅶ显微组织检验599
7.金属基本组织的检验与评定599
7..1钢的基本组织检验和评定599
7..2铸铁的基本组织检验与评定601
7..有色金属及合金的组织检验602
7.24钢中非金属夹杂物的检验与评定602
7.25带状组织和魏氏组织的检验与评定603
7.25.1带状组织的检验与评定603
7.25.2魏氏组织的检验与评定603
7.26奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体双相不锈钢中α相的检验与评定603
7.27钢的脱碳层深度的检验与评定604
7.28钢的渗氮层的检验与评定604
7.29金属平均晶粒度的检验与评定605
7.30金属表面硬化层深度的检验与评定605
第8章材料的采购与验收607
8.1材料采购技术规格书(技术条件)607
8.2供货商的考察、评定和资格认定615
8.3材料(铸、锻件)生产过程中的质量监控617
8.4采购材料的复验和验收619
8.5材料代用619
第9章产品设计的材料选择625
9.1以力学能为主的零件选材626
9.2摩擦磨损条件下零件选材628
9.2.1黏着磨损及选材629
9.2.2减摩材料的选用631
9..磨料磨损、冲蚀磨损及选材631
9.2.4汽蚀及选材633
9.3低温条件下的零件选材634
9.4高温条件下的零件选材635
9.5腐蚀条件下零件选材636
9.5.1腐蚀介质及腐蚀636
9.5.2影响腐蚀的因素641
9.5.3金属材料的耐蚀642
9.5.4腐蚀选材698
9.6核电设备对金属材料的特殊要求761
9.6.1核环境的特殊761
9.6.2核电设备的选材763
0章典型零件选材、工序质量控制分析和典型零件失效分析766
10.1典型零件选材和工序质量控制分析766
10.1.1主给水泵泵轴766
10.1.2耐腐蚀泵泵轴770
10.1.3海水提升泵叶轮772
10.1.4潜卤泵叶轮775
10.1.5渣浆泵叶轮777
10.1.6锅炉给水泵筒体778
10.1.7飞轮780
10.1.8轴套784
10.1.9平衡套786
10.1.10多级泵拉紧螺栓789
10.1.11给水泵主螺栓791
10.1.12双头螺栓794
10.1.13主螺母796
10.1.14弹簧799
10.1.15耐腐蚀泵壳体801
10.1.16轴承套圈803
10.2因选材或处理不当引起的零件失效分析805
10.2.1轴断裂失效分析(一)806
10.2.2轴断裂失效分析(二)807
10..泵轴脆断失效隐患分析810
10.2.4叶轮磨蚀失效分析(一)812
10.2.5叶轮磨蚀失效分析(二)813
10.2.6紧固螺栓松弛失效分析814
10.2.7不锈钢螺柱锈蚀失效分析816
10.2.8螺母裂纹失效分析817
10.2.9泵轮叶片裂纹失效分析819
10.2.10涡轮套裂纹失效分析822
10.2.11输水管应力腐蚀破裂失效分析825
10.2.12试验回路管路穿孔失效分析827
附录829
附录A缩写829
A1标准相关缩写829
A2材料相关缩写829
A3熔炼及铸造相关缩写830
A4锻压加工相关缩写830
A5热处理及表面(改)处理相关缩写830
A6焊接相关缩写831
A7能关缩写831
A8组织分析相关缩写832
A9无损检测相关缩写832
A10腐蚀相关缩写832
附录B术语833
B1金属材料术语833
B2金属熔炼术语835
B3铸造术语836
B4锻压加工术语839
B5焊接术语840
B6金属热处理术语842
B7力学能术语845
B8无损检测术语848
B9金属腐蚀术语849
附录C常用数据、资料850
C1元素的物理化学质50
C2常用不锈钢材料物理化学质54
C3常用有色金属材料的密度855
C4温度换算(摄氏度华氏度)857
C5黑色金属各种硬度之间的换算861
C6肖氏硬度与洛氏、布氏、维氏硬度的换算862
C7里氏硬度换算863
C8钢铁硬度与强度换算表(一)866
C9钢铁硬度与强度换算表(二)869
C10力学能新旧名称对照表871
C11不同腐蚀速率单位的换算系数871
C12铸铁常用的浸蚀剂872
C13结构钢与工具钢常用的侵蚀剂873
C14不锈钢常用腐蚀试剂874
C15常用电解抛光液的配方、适用范围及工作参数876
C16渗层组织常用侵蚀试剂877
C17常用钢材理论质量的计算方法877
C18钢材的涂色标记878
参考文献880

张文华，沈阳水泵厂（退休），热处理处长/教授研究员级不错，1966年于大连工学院（现大连理工大学）金属材料专业。后在沈阳水泵厂从事泵用金属材料应用试验研究及热处理技术工作。退休前任热处理处处长、教授研究员级不错。退休后，先后（或同时）受聘于沈阳水泵厂、上海凯泉泵业集团、安徽三联泵业集团、沈阳航发泵业公司、沈阳石油设备厂等多家企业任技术顾问。后至今50年来，一直从事于通用机械，特别是泵用金属材料的相关工作。在通用机械产品使用金属材料的国内外标准应用、零部件材料的正确选择、保和提高材料使用功能应该采取的措施、热处理、零件失效分析等方面积累一定经验。多年来在所从事技术领域中，先后完成材料应用试验研究、技术攻关项目数十项。参与研制并生产的核电站<P300反应堆冷却剂泵>获械部科学技术进步一等奖。