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绪论 1

0.1 工程材料的分类 1

0.2 材料在机械专业中的作用 3

第1章 工程材料的性能及使用性能要求 5

1.1 工程材料的性能 5

1.1.1 工程材料的力学性能 5

1.1.2 工程材料的物理和化学性能 16

1.2 工程材料的使用条件和性能要求 18

1.2.1 工程材料的使用条件 18

1.2.2 工程材料的使用性能要求 19

1.3 工程材料的工艺性能要求 23

复习思考题 25

第2章 晶体结构、结晶与相图 26

2.1 晶体的结构 26

2.1.1 原子间的结合键和结合能 26

2.1.2 晶体结构 28

2.1.3 三种常见的金属晶体结构 31

2.1.4 立方晶系中的晶向指数和晶面指数 33

2.1.5 晶体的各向异性 35

2.1.6 实际金属的晶体结构 36

2.2 纯金属的结晶 42

2.2.1 结晶的基本条件 42

2.2.2 纯金属的结晶过程 43

2.3 合金的结晶 46

2.3.1 合金的相结构 46

2.3.2 合金相图的建立 48

2.3.3 二元合金相图 49

2.3.4 合金性能与相图的关系 56

2.4 铁碳合金相图 57

2.4.1 铁碳合金的组元与基本相 57

2.4.2 铁碳合金相图分析 60

2.4.3 典型铁碳合金的结晶过程及其组织 63

2.4.4 碳对铁碳合金组织与性能的影响 68

2.5 金属的塑性变形 70

2.5.1 塑性变形机理 70

2.5.2 塑性变形对组织和性能的影响 74

2.5.3 金属的回复与再结晶 76

复习思考题 79

第3章 钢的热处理 81

3.1 钢的热处理原理 82

3.1.1 钢在加热时的组织转变 82

3.1.2 钢在冷却时的组织转变 84

3.2 钢的整体热处理 92

3.2.1 正火和退火 92

3.2.2 淬火 94

3.2.3 回火 99

3.3 化学热处理 101

3.3.1 钢的渗碳 101

3.3.2 钢的渗氮 103

3.3.3 碳氮共渗 104

3.4 热处理设备、技术条件及其工序位置 104

3.4.1 常用热处理设备 104

3.4.2 热处理技术条件和工序位置 106

3.5 其他热处理及表面处理 107

复习思考题 113

第4章 钢铁材料 114

4.1 工业用钢的基本知识 114

4.1.1 工业用钢的分类及牌号表示 114

4.1.2 合金元素的作用 116

4.2 碳素钢 119

4.2.1 普通碳素结构钢 119

4.2.2 优质碳素结构钢 120

4.2.3 碳素工具钢 120

4.2.4 碳素铸钢 121

4.3 合金结构钢 122

4.3.1 低合金高强度结构钢 122

4.3.2 合金渗碳钢 123

4.3.3 合金调质钢 125

4.3.4 弹簧钢 127

4.3.5 滚动轴承钢 129

4.3.6 易切削钢 130

4.4 合金工具钢 131

4.4.1 刃具钢 131

4.4.2 模具钢 135

4.4.3 量具钢 137

4.5 特殊性能钢 138

4.5.1 不锈钢 138

4.5.2 耐热钢 142

4.5.3 耐磨钢 144

4.6 铸铁 144

4.6.1 铸铁的石墨化 144

4.6.2 常用铸铁 147

复习思考题 153

第5章 有色金属材料 155

5.1 铝及铝合金 155

5.1.1 工业纯铝 155

5.1.2 铝的合金化及铝合金的分类 156

5.1.3 铝合金的热处理 157

5.1.4 铸造铝合金 159

5.1.5 变形铝合金 162

5.2 铜及铜合金 164

5.2.1 纯铜（紫铜） 164

5.2.2 铜合金 165

5.2.3 铜合金的性能特点及应用范围 171

5.3 镁合金、钛合金和轴承合金 171

5.4 粉末冶金材料 178

5.4.1 粉末冶金工艺 178

5.4.2 粉末冶金材料 178

复习思考题 179

第6章 非金属材料和复合材料 180

6.1 高分子材料 180

6.1.1 高分子化合物基本知识 181

6.1.2 高分子材料的结构 184

6.1.3 高分子材料的物理状态及性能 188

6.1.4 工程高分子材料 192

6.2 陶瓷材料 202

6.2.1 陶瓷的分类和制备 203

6.2.2 陶瓷材料的组织 204

6.2.3 陶瓷材料的性能特点 207

6.2.4 工程陶瓷简介 209

6.3 复合材料 211

6.3.1 复合材料的结构 211

6.3.2 增强相及增强原理 212

6.3.3 复合材料的性能特点 214

6.3.4 常用复合材料 216

复习思考题 220

第7章 机械零件用材的选择 222

7.1 材料失效形式及失效分析 222

7.1.1 材料的失效 222

7.1.2 材料的失效形式 223

7.1.3 失效分析方法 226

7.2 选材的原则、方法和依据 227

7.2.1 选材的原则 227

7.2.2 选材的方法和依据 229

7.3 典型零件材料的选择 239

复习思考题 243

附录 245

附录A部分钢的临界温度 245

附录B硬度换算表 246

附录C金属材料常用腐蚀剂 247

附录D实验指导书（仅供参考） 248

参考文献 261