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绪论 1

第一章 金属材料力学性能 3

第一节 拉伸曲线和应力应变曲线 3

第二节 金属的弹性与塑性 4

一、金属的弹性 4

二、金属的塑性 7

第三节 金属的强韧性 8

一、金属的强度 8

二、金属的韧性 13

三、金属的硬度 16

练习题 19

一、晶体学基础知识 21

第二章 金属晶体结构与塑性变形 21

第一节 金属晶体结构 21

二、金属典型晶体结构 25

三、晶体不完整性 26

第二节 金属塑性变形基本方式 29

一、滑移 29

二、孪生 31

第三节 多晶体塑性变形 32

一、多晶体塑变特点 32

二、双相合金塑变 33

第四节 冷塑性变形组织与性能 34

一、冷塑性变形金属组织变化 35

二、冷塑性变形金属性能变化 36

三、残余应力 36

第五节 回复与再结晶 36

一、回复 37

二、再结晶 37

三、晶粒长大 37

第六节 热加工及动态回复和动态再结晶 38

一、动态回复 38

二、动态再结晶 38

练习题 39

一、结晶曲线 40

第一节 纯金属的结晶 40

第三章 金属结晶及合金相图 40

二、结晶过程 41

三、结晶晶粒细化 43

第二节 合金的相结构 44

一、固溶体 44

二、金属化合物 46

三、非晶相 48

第三节 二元合金相图及结晶 49

一、相图及其测定 49

二、匀晶相图 50

三、共晶相图 53

四、包晶相图 56

五、合金铸锭组织 57

六、合金使用性能与相图间的关系 58

第四节 铁碳合金相图 59

一、铁碳合金的基本相与相图 59

二、典型铁碳合金的平衡结晶 64

三、铁碳合金的成分、组织、性能间的关系 71

练习题 73

第四章 钢的热处理 75

第一节 钢加热时奥氏体转变 75

一、金属固态相变热力学条件 75

二、加热保温时钢的奥氏体形成过程 75

三、连续加热时钢的奥氏体形成过程 78

四、奥氏体晶粒度 79

第二节 钢的过冷奥氏体转变图 80

一、钢的过冷奥氏体等温转变图 80

二、钢的过冷奥氏体连续转变图 81

第三节 钢的过冷奥氏体转变组织 82

一、过冷奥氏体高温转变 82

二、过冷奥氏体中温转变 84

三、过冷奥氏体低温转变 85

第四节 钢的常规热处理工艺 87

一、钢加热与冷却临界温度 88

二、钢的常规热处理工艺 88

一、表面淬火 96

第五节 钢的表面处理工艺 96

二、表面化学热处理 98

第六节 形变热处理 102

一、低温形变淬火 102

二、高温形变淬火 103

三、高温形变正火 103

四、等温形变热处理 103

第七节 常见热处理缺陷 104

一、氧化与脱碳 104

二、过热与过烧 104

练习题 105

四、硬度不足 105

三、变形与开裂 105

第五章 钢铁材料及其应用 107

第一节 钢的分类与编号 107

一、钢的分类 107

二、钢的编号 108

第二节 钢的合金化 109

一、碳钢合金化的必要性 109

二、合金元素在钢中的存在形式 109

三、钢中合金元素的作用 110

四、钢中常存杂质及其影响 113

一、碳素结构钢 114

二、低合金高强度钢 114

第三节 工程结构用钢 114

第四节 机械制造用钢 116

一、优质碳素结构钢 116

二、渗碳钢 116

三、调质钢 117

四、弹簧钢 121

五、滚动轴承钢 121

六、马氏体时效钢 124

七、双相钢 125

八、贝氏体钢 126

一、碳素工具钢 127

第五节 工具钢 127

二、合金工具钢 128

第六节 特殊性能钢 134

一、耐蚀钢 134

二、耐热钢 138

第七节 铸钢 139

一、铸钢的分类与编号 141

二、结构铸钢 141

三、耐磨铸钢 141

四、铸钢件的热处理 144

第八节 铸铁 144

一、铁碳双重相图与碳的石墨化 144

二、铸铁的分类和编号 146

四、常用铸铁 148

三、铸铁的基本组织有性能特征 148

练习题 154

第六章 有色金属及应用 155

第一节 铝及铝合金 155

一、纯铝 155

二、铝的合金化及其强化 156

三、形变铝合金 158

四、铸造铝合金 160

一、纯铜 162

二、铜合金 162

第二节 铜及铜合金 162

第三节 钛及钛合金 167

一、纯钛 167

二、钛合金化 168

三、钛合金组织、性能及应用 168

四、钛合金热处理 170

第四节 滑动轴承合金 170

一、锡基轴承合金 170

二、铅基轴承合金 171

三、铜基轴承合金 172

四、铝基轴承合金 172

第五节 特殊性能合金 173

一、高温合金 173

二、形状记忆合金 174

练习题 176

第七题 非金属材料 178

第一节 高分子材料 178

一、概述 178

二、工程塑料 183

三、合成橡胶 185

四、合成纤维 186

五、胶粘剂 187

第二节 工程陶瓷 188

一、概述 188

二、陶瓷的组织与性能 191

三、常用工程陶瓷 193

第三节 复合材料 195

一、概述 195

二、复合理论简介 196

三、复合材料的种类 198

四、常用复合材料 199

练习题 200

第八章 材料选择基础 202

第一节 零件失效 202

一、零件失效的基本形式 202

二、失效分析的主要方法 204

三、零件失效分析实例 208

第二节 材料选择概述 211

一、材料选用在机械工程中的地位 212

二、材料选用原则 213

三、材料选用方法 225

练习题 231

第九章 机械零件设计中的材料选择 233

第一节 考虑刚度的材料选择 233

一、梁的选材准则 233

二、梁的选材分析 234

第二节 强韧化材料选择 235

一、材料静强度选材准则 235

二、轴类零件的选材分析 237

三、齿轮类零件的选材分析 241

一、抗断裂材料设计准则 243

第三节 抗断裂材料选择 243

二、压力容器选材分析 244

第四节 抗疲劳材料选择 245

一、影响材料疲劳性能的因素 245

二、疲劳裂纹扩展速率与寿命估算 246

三、实例分析——连杆安全寿命估算 248

第五节 耐磨损材料选择 249

一、材料的磨损 249

二、抗磨损材料的选材原则 250

三、滑动轴承的选材分析 256

练习题 257

参考文献 259