碳钢与铸铁是使用最为广泛的金属材料,是铁和碳组成的合金,不同成分的 碳钢和铸铁,组织和性能也不相同。在研究和使用钢铁材料、制定其热加工和热 处理工艺以及分析工艺废品的原因时,都需要应用铁碳相图

第六章固体中的扩散 扩散是物质中原子(分子或离子)的迁移现象,是物质传输的一种方式。 气态和液态的扩散是人们在生活中熟知的现象,例如在花园中漫步,会感到 扑鼻花香;又如,在一杯净水中滴入一滴墨汁,不久杯中原本清亮的水就会变得 墨黑。这种气味和颜色的均匀化过程,不是由于物质的搅动或对流造成的,而是 由于物质粒子(分子、原子或离子)的扩散造成的。扩散会造成物质的迁移,会 使浓度均匀化,而且温度越高,扩散进行得越快

第八章材料的塑性变形 第三章我们介绍了金属的铸态组织。铸态组织往往具有晶粒粗大、组织不均 匀、成分偏析以及材质不致密等缺陷,所以金属材料经冶炼浇注后大多数要进行 各种压力加工(如轧制、锻造、挤压、拉丝和冲压等),制成型材和工件。金属 材料经压力加工(塑性变形)后,不仅外形尺寸发生了改变,而且内部组织和性 能也会发生很大的变化。经塑性变形的金属材料绝大多数还要进行退火,退火又 会使金属材料的组织和性能发生与形变相反的变化,这个过程称为回复与再结 晶

第五章三元合金相图 工业上所使用的金属材料,如各种合金钢和有色合金,大多由两种以上的组元构成,这 些材料的组织、性能和相应的加工、处理工艺等通常不同于二元合金,因为在二元合金中加 入第三组元后,会改变原合金组元间的溶解度,甚至会出现新的相变,产生新的组成相。 因此,为了更好地了解和掌握金属材料,除了使用二元合金相图外,还需掌握三元甚至 多元合金相图,由于多元合金相图的复杂性,在测定和分析等方面受到限制,因此,用的较 多的是三元合金相图,简称三元相图(Ternary Phase Diagram)

第二章纯金属的凝固 物质从液态到固态的转变过程称为凝固绝大多数材料的生产或成形都经历 熔化、浇注、冷却过程,凝固为固态得到铸件,再经过其他加工成材。凝固过程 中由于外界条件的差异,所获得铸件的内部组织会有所不同,它们的物理、化学 和力学性能也会因之而异,对随后的加工工艺或使用带来很大的影响。 了解材料的凝固过程,掌握其有关规律。对控制铸件质量,提高制品的性能 等都是很重要的

第九章回复、再结晶与金属热加工 金属经过塑性变形,会发生加工硬化现象,而且内部产生残余内应力。为了 去除内应力,或者为了消除加工硬化现象以便继续变形,需要对冷变形金属进行 加热处理。 由于变形金属内部存在严重的晶格畸变,原子处于不稳定状态,本身就有向 稳定状态转变的倾向。加热时,原子的活动扩散能力提高了,促使其向稳定状态 转变,并使金属的组织结构和性能发生变化。这种变化可分为回复(recovery) 再结晶(recrystallization)和晶粒长大(grain growth)这三个阶段

第三章二元相图及合金的凝固 3-1二元相图概论 如前所述,合金的组织要比纯金属复杂,为了研究合金的组织与性能间的关 系,必须了解合金的结晶过程,了解合金中各种组织的形成及变化规律。 状态图( state diagram)表明了合金系中合金的状态与温度、成分间的关系, 表示合金系在平衡条件(即缓慢加热或冷却条件下,不同温度、成分下的各相 的关系,因此又称为平衡图(equilibrium diagram)、相图 利用相图

第七章晶体缺陷 第一章所述的晶体结构是理想晶体的结构,但是在实际应用的金属中,总是 不可避免地存在着不完整性,即原子的排列都不是完美无缺的。实际金属中原子 排列的不完整性称为晶体缺陷。按照晶体缺陷的几何形态特征,可以将其分为以 下三类:

第一章晶体学基础及材料结构 无论是金属材料还是非金属材料,通常都是晶体。因此,作为材料科学工作 者,首先要熟悉晶体的特征及其描述方法。本章将扼要的介绍晶体学的基础知识, 并了解材料结构

绪论 一、材料科学的重要地位 二、材料的分类 三、材料科学的研究范畴 四、材料科学技术的发展趋势