目录
第一章 材料中的原子排列    5
第一节 原子的结合方式    5
第二节 原子的规则排列    6
一 晶体学基础    6
1 空间点阵与晶体结构    6
2 晶胞    6
3 布拉菲点阵    6
4 晶向指数与晶面指数    7
二 典型晶体结构及其几何特征    8
1三种常见晶体结构    8
2 离子晶体的结构    9
三 多晶型性    9
四 影响原子半径的因素    10
第三节 原子的不规则排列    10
一 点缺陷    10
二 线缺陷（位错）    11
1 位错的基本类型    12
2 位错的性质    12
3 柏氏矢量    12
4 位错密度    13
5 位错的运动    13
6 位错的应变能与线张力    13
7 位错的应力场及其与其它缺陷的作用    14
8 位错的增殖、塞积与交割    14
9 位错反应    14
10 实际晶体中的位错    15
三 面缺陷    15
1 晶界    15
2 相界    16
3 表面    16
4 界面特性    16
第二章 固体中的相结构    16
合金与相    16
1 合金    16
2 相    17
第一节 固溶体    17
1 置换固溶体    17
2 间隙固溶体    18
3 固溶体的结构    18
4 固溶体的性能    18
第二节 金属间化合物    18
第三节 陶瓷晶体相    19
第四节 分子相    20
第五节 玻璃相    21
第三章 凝固与结晶    22
第一节 材料结晶的基本规律    22
1 液态材料的结构    22
2 过冷现象    22
3 结晶过程    23
第二节 材料结晶的基本条件    23
1 热力学条件    23
2 结构条件    23
第三节 晶核的形成    24
1 均匀形核    24
2 非均匀形核    24
第四节 晶核的长大    25
1 晶核长大的条件    25
2 液固界面微结构与晶体长大机制    25
3 液体中温度梯度与晶体的长大形态    25
第五节 凝固理论的应用    26
第四章 二元相图    26
第一节 相图的基本知识    27
1 相律    27
2 相图的表示与建立    27
3 杠杆定律    27
第二节 二元匀晶相图    27
1 匀晶相同及其分析    28
2 固溶体合金的平衡结晶    28
3 固溶体的不平衡结晶    28
4 稳态凝固时的溶质分布    29
5 成分过冷及其对晶体生长形态的影响    29
第三节 二元共晶相图及合金凝固    29
1 相图分析（相图三要素）    30
2 合金的平衡结晶及其组织（以Pb-Sn相图为例）    30
3 不平衡结晶及其组织    30
4 共晶组织的形成    31
第四节 二元包晶相图    31
第五节 其它类型的二元相图    32
第六节 铁碳合金相图    32
一 二元相图的分析和使用    33
二 铁－碳合金相图    33
第七节 相图的热力学解释    34
第八节 铸锭组织及其控制    34
1 铸锭组织    35
2 铸锭缺陷    35
第五章 三元相图    35
第一节 总论    35
1 三元相图的主要特点    35
2 成分表示法－成分三角形（等边、等腰、直角三角形）    36
3 成分三角形中特殊的点和线    36
4 平衡转变的类型    36
5 共线法则与杠杆定律    36
6 重心定律    37
第二节 三元匀晶相图    37
第三节 三元共晶相图    38
第四节 三元相图总结    40
第六章 固体中的扩散    41
第一节 概述    41
1 扩散的现象与本质    41
2 扩散的分类    42
3 固态扩散的条件    42
第二节 扩散定律    42
1 菲克第一定律    42
2 菲克第二定律    43
3 扩散第二定律的应用    43
第三节 扩散的微观机理与现象    43
1 扩散机制    43
2 扩散程度的描述    44
3扩散的驱动力与上坡扩散    44
4 反应扩散    45
第四节 影响扩散的主要因素    45
第七章 塑性变形    46
第一节 单晶体的塑性变形    46
一 滑移    46
二 孪生    48
第二节 多晶体的塑性变形    49
1 晶粒之间变形的传播    49
2 晶粒之间变形的协调性    49
3 晶界对变形的阻碍作用    49
第三节 合金的塑性变形    50
一 固溶体的塑性变形    50
二 多相合金的塑性变形    51
第四节 塑性变形对材料组织和性能的影响    51
一 对组织结构的影响    51
二 对性能的影响    52
三 残余应力（约占变形功的10％）    52
第八章 回复与再结晶    53
第一节 冷变形金属在加热时的组织与性能变化    53
第二节 回复    54
第三节 再结晶    55
二 再结晶动力学（示意图）    55
三 再结晶温度    55
四 影响再结晶的因素    56
五 再结晶晶粒大小的控制（晶粒大小－变形量关系图）    56
六 再结晶的应用    56
第四节 晶粒长大    56
一 晶粒的正常长大    57
二 晶粒的异常长大    57
三 再结晶退火的组织    57
第五节 金属的热变形    58
一 动态回复与动态再结晶    58
二 金属的热加工    58
三 超塑性    58
第九章 固态相变    59
概述    59
一 固态相变的特点    59
二 固态相变的分类    60
三 常见固态相变类型    60
第二节 固态相变的形核与长大    61
一 均匀形核（能量条件）    61
二 非均匀形核（能量条件）    62
三 晶核的长大    62
第十章  金属材料    63
10.1  基本要求    63
10.2  内容提要    64
10.2.2  工业用钢    65
2.合金元素在钢中的作用。    65
3．结构钢    66
4.工具钢    69
5.特殊性能钢    70
11.2.3  铸铁    72
2.铸铁的石墨化    72
3.石墨对铸铁性能的影响    73
11.2.4  有色金属及其合金    74
1.铝及其合金    74
2.铜及其合金    75
3.轴承合金    75
10.3  重点和难点    75
10.4  学习方法指导    76






第一章 材料中的原子排列
第一节 原子的结合方式

1 原子结构
2 原子结合键
    （1）离子键与离子晶体
原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；
离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。如氧化物陶瓷。
（2）共价键与原子晶体
原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；
原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。如高分子材料。
（3）金属键与金属晶体
原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性；
金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。如金属。
金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。
（3）分子键与分子晶体
原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。
分子晶体：熔点低，硬度低。如高分子材料。
氢键：（离子结合）X-H---Y（氢键结合），有方向性，如O-H—O
（4）混合键。如复合材料。
3 结合键分类
（1）    一次键 （化学键）：金属键、共价键、离子键。
（2）    二次键 （物理键）：分子键和氢键。
4 原子的排列方式
    （1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。长程有序，各向异性。
（2）非晶体：――――――――――不规则排列。长程无序，各向同性。
 

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