第1篇 金属材料及热处理

1 绪论

1.1 按材料的化学组成分类

1.2 按材料的使用性能分类

1.3 “工程材料”课程概述

习题

2 金属材料的性能

2.1 金属的力学性能

2.1.1 强度和塑性

2.1.2 硬度

2.1.3 冲击韧性

2.1.4 疲劳强度

2.2 材料的物理、化学及工艺性能

2.2.1 材料的物理性能

2.2.2 材料的化学性能

2.2.3 材料的工艺性能

习题

3 金属材料的结构与组织

3.1 纯金属的结构与组织

3.1.1 理想金属晶体结构

3.1.2 实际金属晶体结构

3.1.3 纯金属的结晶组织

3.2 合金的晶体结构

3.2.1 纯金属的结构

3.2.2 合金的结构

习题

4 铁碳合金及其相图

4.1 铁碳合金的结构

4.1.1 纯铁的同素异构转变

4.1.2 铁碳合金的基本相

4.1.3 铁碳合金的生成相

4.2 铁碳合金的组织

4.2.1 铁碳合金相图

4.2.2 铁碳合金的结晶过程分析及组织

4.3 铁碳合金成分、组织与性能之间的关系

4.3.1 铁碳合金成分对其组织的影响

4.3.2 铁碳合金成分对其力学性能的影响

4.4 铁碳合金相图的应用

习题

5 钢的热处理

5.1 钢的热处理概述

5.2 钢在加热时的组织转变

5.2.1 加热温度

5.2.2 转变过程

5.2.3 奥氏体晶粒长大及其控制措施

5.3 钢在冷却时的组织转变

5.3.1 过冷奥氏体等温冷却转变

5.3.2 奥氏体冷却时的转变产物及其性能

5.3.3 过冷奥氏体连续冷却转变

5.4 钢的退火与正火

5.4.1 钢的退火

5.4.2 钢的正火

5.5 钢的淬火与回火

5.5.1 钢的淬火

5.5.2 钢的回火

习题

6 工业用钢

6.1 碳钢的成分及分类

6.1.1 碳钢的成分

6.1.2 碳钢的分类

6.2 碳钢成分与其组织、性能的关系

6.2.1 平衡状态下碳钢成分与组织、性能的关系

6.2.2 热处理状态下碳钢成分与组织、性能的关系

6.3 常用碳钢的牌号、性能及应用

6.3.1 普通碳素结构钢

6.3.2 优质碳素结构钢

6.3.3 碳素工具钢

6.3.4 铸造碳钢

6.4 合金钢的成分、组织、性能及应用

6.4.1 合金钢的成分

6.4.2 合金钢的组织

6.4.3 合金钢的性能及应用

6.5 合金钢的分类

6.6 合金结构钢

6.6.1 低合金高强度钢

6.6.2 合金渗碳钢

6.6.3 合金调质钢

6.6.4 合金弹簧钢

6.6.5 滚动轴承钢

6.6.6 易切削钢

6.7 合金工具钢

6.7.1 合金刃具钢

6.7.2 合金模具钢

6.7.3 合金量具钢

6.8 特殊性能钢

6.8.1 不锈钢

6.8.2 耐热钢

6.8.3 耐磨钢

习题

第2篇 冶金物理化学

7 冶金原理

7.1 冶金行业概况

7.2 金属的分类

7.3 金属冶炼技术

7.3.1 钢铁冶炼

7.3.2 铝冶炼

7.3.3 锌冶炼

7.3.4 锡冶炼

7.3.5 铜冶炼

习题

8 冶金过程的热现象

8.1 热力学基本概念

8.1.1 系统与环境

8.1.2 性质

8.1.3 状态

8.1.4 过程与途径

8.1.5 状态函数

8.1.6 内能

8.1.7 热和功

8.2 热力学第一定律

8.2.1 热力学第一定律的概念

8.2.2 热力学第一定律的应用

8.3 冶金过程的热计算

8.3.1 恒压热与恒容热

8.3.2 显热与潜热

8.3.3 热容

8.3.4 化学反应的热效应

习题

9 冶金过程的方向和限度

9.1 自发过程的方向与限度

9.2 热力学第二定律

9.3 自由能

9.3.1 亥姆霍兹自由能

9.3.2 吉布斯自由能

9.3.3 吉布斯自由能变化与亥姆霍兹自由能变化的计算

9.3.4 吉布斯自由能的计算

9.3.5 压力、浓度对吉布斯自由能的影响

9.4 多相化学反应的等温方程式

9.4.1 平衡常数

9.4.2 化学反应等温方程式的应用

9.4.3 影响平衡的因素

9.5 氧化物的标准生成吉布斯自由能与分解压

9.5.1 氧化物的标准生成吉布斯自由能

9.5.2 氧化物的分解压

9.5.3 氧化物标准生成吉布斯自由能与温度的关系图

习题

10 溶液

10.1 溶液的定义

10.2 拉乌尔定律和亨利定律

10.2.1 拉乌尔定律

10.2.2 亨利定律

10.2.3 稀溶液的依数性

10.3 分配定律与萃取

10.3.1 分配定律

10.3.2 萃取

10.4 理想溶液

10.4.1 理想溶液的定义

10.4.2 理想溶液的热力学函数

10.4.3 理想溶液的化学平衡

10.5 实际溶液、活度及其标准状态

10.5.1 实际溶液对理想溶液的偏差

10.5.2 活度

10.5.3 活度的标准状态

习题

11 表面性质

11.1 表面张力和表面能

11.2 影响表面张力的因素

11.3 附加压力

11.3.1 附加压力的定义

11.3.2 曲界面两侧压力差与曲率半径的关系

11.3.3 附加压力的应用

11.4 润湿现象

11.4.1 润湿现象和润湿角

11.4.2 固体表面的吸附作用

11.4.3 表面活性剂

11.4.4 表面活性剂在固－液界面的吸附作用

11.4.5 胶束理论

11.4.6 表面活性剂的增溶作用及其影响因素

习题

12 冶金过程反应速率

12.1 冶金过程化学反应速率与热力学的关系

12.2 化学反应速率表示法

12.2.1 平均反应速率

12.2.2 瞬时反应速率

12.3 基元反应及化学反应速率方程

12.3.1 基元反应

12.3.2 化学反应速率方程

12.4 具有简单级数的反应

12.4.1 一级反应

12.4.2 二级反应

12.4.3 三级反应

12.4.4 零级反应

12.4.5 n级反应

12.5 温度对反应速率的影响——阿累尼乌斯公式

12.6 活化能

12.6.1 活化能的定义

12.6.2 活化能与温度的关系

12.6.3 活化能的求算

习题

第3篇 冶金热工基础

13 气体力学原理

13.1 气体的主要物理性质

13.1.1 气体的温度

13.1.2 气体的压力

13.1.3 气体的体积

13.1.4 气体的密度

13.1.5 气体的重度

13.1.6 阿基米德原理

13.2 气体平衡方程式

13.2.1 气体绝对压力的变化规律

13.2.2 气体表压力的变化规律

13.3 气体流动的动力学基础

13.3.1 气体流动的状态

13.3.2 运动气体的连续方程式

13.3.3 气体的能量

13.4 压头损失

13.4.1 摩擦阻力损失

13.4.2 局部阻力损失

13.4.3 负位压头引起的压头损失

13.4.4 气体通过管束时的压头损失

13.4.5 气体通过散料层的压头损失

13.4.6 减少总压头损失的措施

13.5 烟囱

13.5.1 烟囱的工作原理

13.5.2 烟囱的计算

习题

14 燃料及燃烧

14.1 燃料概述

14.2 燃料的化学组成及特性

14.2.1 固体和液体燃料的化学组成

14.2.2 固体燃料的主要特性

14.2.3 液体燃料的特性

14.2.4 气体燃料的化学组成

14.3 燃料燃烧计算

14.3.1 理论空气需要量

14.3.2 实际空气需要量与过剩空气系数

14.3.3 固体和液体燃料的烟气量

14.4 燃烧温度

14.4.1 燃烧温度的基本概念

14.4.2 影响理论燃烧温度的因素

14.4.3 过剩空气系数的检测计算

14.5 气体旋转射流

14.6 燃烧反应速度和NOx的生成

14.6.1 燃烧反应速度

14.6.2 影响燃烧反应速度的因素

14.6.3 燃烧过程中NOx的生成

14.7 气体的自然着火

习题

15 传热原理

15.1 传热方式

15.2 传热的基本方程

15.3 传热的公式

15.3.1 傅里叶导热定律

15.3.2 传导传热

15.3.3 对流传热

15.3.4 辐射传热

15.3.5 综合传热

习题

16 耐火材料

16.1 冶金炉耐火材料的破坏方式及选用原则

16.1.1 冶金炉耐火材料的破坏方式

16.1.2 冶金炉耐火材料的选用原则

16.2 铝冶炼用耐火材料

16.3 钢铁冶炼用耐火材料

16.3.1 高炉用耐火材料

16.3.2 转炉用耐火材料

16.3.3 电炉用耐火材料

16.3.4 炉外精炼用耐火材料

16.4 连铸用耐火材料

16.5 轧钢用耐火材料

16.5.1 均热炉用耐火材料

16.5.2 加热炉用耐火材料

16.6 炼铜用耐火材料

16.7 炼锌用耐火材料

习题

参考文献