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第一篇 材料学基础 3

第一章 材料的力学性能 3

第一节 静态力学性能 3

一、弹性和刚度 3

二、强度 4

三、塑性 4

四、硬度 5

第二节 动态力学性能 7

一、冲击韧性 7

二、多冲抗力 8

三、疲劳 8

四、断裂韧性 9

第二章 材料的结构与结晶 11

第一节 晶体学基本概念 11

一、晶格和晶胞 11

二、晶面、晶向 12

第二节 金属的晶体结构 13

一、常见的纯金属晶格类型 13

二、金属单晶体的各向异性 15

三、金属的实际结构和晶体缺陷 15

四、非晶态结构的特征 18

第三节 金属的结晶 19

一、金属结晶的过冷现象 19

二、结晶的一般过程 20

第四节 结晶晶粒大小的控制 21

一、晶粒大小对金属性能的影响 21

二、决定晶粒大小的因素 22

三、控制晶粒度的方法 22

第五节 铸锭的组织及缺陷 23

一、金属铸锭的宏观组织 23

二、铸锭结构的特性 24

三、铸造缺陷 24

第三章 合金相图 26

第一节 合金的相结构 26

一、固溶体 27

二、金属化合物 28

第二节 二元相图 30

一、二元合金相图的建立 31

二、匀晶相图 32

三、共晶相图 34

四、包晶相图 38

五、其他类型相图 39

第三节 合金性能与相图的关系 40

一、合金使用性能与相图的关系 40

二、合金的工艺性能与相图的关系 41

第四章 塑性变形与再结晶 43

第一节 金属的塑性变形 44

一、单晶体金属的塑性变形 44

二、多晶体的塑性变形 49

第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响 52

一、微观组织的变化 52

二、残余内应力的产生 54

三、性能的变化 54

第三节 冷变形金属在加热时组织与性能的变化 57

一、冷变形金属在加热时的变化过程 57

二、再结晶后晶粒大小的控制 60

第四节 金属在热加工中组织与性能的变化 61

一、金属热加工的概念 61

二、热加工的特点 61

三、热加工对金属组织和性能的影响 62

第五章 钢的热处理 64

第一节 钢在加热时的转变 64

一、转变温度 64

二、奥氏体的形成 65

三、奥氏体晶粒大小及影响因素 66

第二节 奥氏体冷却时的转变 68

一、过冷奥氏体等温转变图 68

二、过冷奥氏体转变产物及其性能 72

三、过冷奥氏体的连续冷却转变 79

第三节 钢的退火和正火 80

一、退火 80

二、正火 82

第四节 钢的淬火 83

第五节 钢的回火 86

一、回火的目的 86

二、淬火钢在回火时的转变 86

三、回火的分类和应用 89

第六节 钢的淬透性 90

一、工件截面的冷却速度和淬透层深度 90

二、影响淬透性的因素 91

三、淬透性的测定方法 91

四、淬透性曲线的应用 92

五、淬透性的实际意义 94

第七节 钢的表面淬火 95

一、感应加热表面淬火 96

二、火焰加热表面淬火 97

第八节 化学热处理 98

一、概述 98

二、渗碳 98

三、氮化 100

四、氮碳共渗（软氮化） 101

五、碳氮共渗（氰化） 102

六、其他化学热处理 102

第九节 其他的热处理技术 103

一、可控气氛热处理和真空热处理 103

二、形变热处理 105

三、表面处理技术 106

第二篇 常用船舶材料 111

第六章 碳钢和铸铁 111

第一节 碳钢 111

一、碳钢的成分 111

二、碳钢的分类 112

三、碳钢的牌号及用途 113

四、碳素工具钢 115

第二节 铸铁 116

一、铸铁的成分及分类 116

二、铸铁的石墨化 117

三、常用铸铁 118

第七章 合金钢 124

第一节 概述 124

一、合金钢的分类 124

二、合金钢的编号 125

第二节 合金元素在钢中的作用 126

一、合金元素与铁、碳的相互作用 126

二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 128

三、合金元素对钢的热处理的影响 129

四、合金元素对钢的力学性能的影响 132

五、合金元素对钢工艺性能的影响 133

第三节 低合金高强度结构钢 134

一、低合金高强度结构钢 134

二、船体结构钢 136

第四节 机器零件用钢 141

一、合金渗碳钢 141

二、合金调质钢 143

三、合金弹簧钢 146

四、滚动轴承钢 148

第五节 合金工具钢 150

一、合金刃具钢 150

二、合金模具钢 153

三、合金量具钢 154

第六节 特殊性能钢 155

一、不锈钢 155

二、耐热钢 161

第八章 有色金属及其合金 166

第一节 铝及铝合金 166

一、纯铝 166

二、铝合金的分类及热处理 166

三、形变铝合金 168

四、铸造铝合金 171

五、铝合金的选用 174

六、铝合金在船舶上的应用 174

第二节 铜及铜合金 175

一、纯铜 175

二、黄铜 176

三、青铜 178

四、白铜 181

五、铜合金的选用 182

六、船用铜和铜合金 183

第三节 钛及钛合金 184

一、概述 184

二、钛合金的分类及热处理 185

三、常用钛合金的牌号及应用 186

四、钛合金在船舶上的应用 187

第四节 轴承合金 187

一、概述 187

二、锡基及铅基轴承合金（巴氏合金） 188

三、铜基轴承合金 188

四、铝基轴承合金 189

第九章 高分子材料 191

第一节 概述 191

一、高分子材料的基本概念 191

二、高分子材料的合成 192

三、高分子材料的分类和命名 193

第二节 高聚物的基本性能和改性 194

一、高聚物的基本性能 194

二、聚合物的改性 198

第三节 聚合物的失效与老化 199

一、大分子的交联反应 199

二、大分子的裂解反应 199

三、聚合物的老化和防老化 200

第四节 常用塑料 200

一、塑料的组成 200

二、塑料的分类 201

三、常用塑料简介 202

第五节 塑料在船舶上的应用 208

一、船用泡沫材料 209

二、船用工程塑料和通用塑料 210

第六节 橡胶及其在船舶上的应用 211

一、橡胶的特性 211

二、橡胶的组成 211

三、常用橡胶材料 211

四、橡胶在船舶上的应用 213

第十章 无机非金属材料 214

第一节 陶瓷材料概述 214

一、陶瓷的概念 214

二、陶瓷的分类 214

三、陶瓷的生产 214

第二节 陶瓷的结构与性能 215

一、陶瓷的组织结构特点 215

二、陶瓷的相转变 217

三、陶瓷的性能特点 217

第三节 常用陶瓷材料 218

一、普通陶瓷 218

二、特种陶瓷 219

三、陶瓷材料在船舶上的应用 221

第四节 其他无机非金属材料 221

一、水泥 221

二、玻璃 223

三、石棉制品及应用 225

四、防火隔热材料 226

第十一章 复合材料 228

第一节 概述 228

一、复合材料的概念 228

二、复合材料的特点 228

三、复合材料的分类 229

第二节 常用复合材料 230

一、纤维增强复合材料 230

二、层叠复合材料 231

三、细粒复合材料 232

第三节 复合材料在船舶上的应用 232

一、船用纤维增强塑料 232

二、船用金属复合材料 233

第三篇 材料的失效分析与选材 239

第十二章 断口分类及研究断口的方法 239

一、金属材料断口的分类方法 239

二、断口的分析 241

第十三章 材料的失效分析 251

一、失效的概念和形式 251

二、失效原因分析 253

三、失效分析方法 255

四、失效分析的基本试验技术 257

第十四章 选材的基本原则 260

一、选材的基本原则 260

二、零件材料选择的步骤 263

三、选材时应注意的几个问题 264

第十五章 典型船舶结构的选材 265

一、船体材料的选用 265

二、轴类零件的选材 276

三、齿轮类零件材料的选择 279

四、弹簧类零件材料的选择 283

主要参考文献 287