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绪论 1

第1章 材料的结构与组成 5

1.1材料的结构 6

1.1.1晶体与非晶体 6

1.1.2晶体中的化学键合 6

1.1.3晶体结构 8

1.1.4晶体中的缺陷 12

1.2合金的组成与结构 15

1.2.1金属及合金的化学组成 15

1.2.2合金材料组元的结合形式 16

1.3高分子化合物的组成与结构 18

1.3.1高分子化合物的组成 18

1.3.2高分子链的组成与结构 19

1.3.3高分子链的聚集态结构 20

1.3.4高分子材料的组成和织态结构及微区结构 21

1.4陶瓷材料的组成与结构 24

1.4.1晶体相 25

1.4.2玻璃相 27

1.4.3气相 27

1.5晶体的结晶 28

1.5.1金属的结晶 28

1.5.2结晶理论的应用 30

1.5.3材料的同素异构现象 32

习题 37

第2章 材料的力学行为 39

2.1材料的性能 40

2.1.1静态力学性能 40

2.1.2动态力学性能 45

2.1.3高低温性能 47

2.1.4材料的工艺性能 48

2.1.5工艺过程对材料性能的影响 48

2.2金属的塑性变形与再结晶 50

2.2.1单晶体的弹性及塑性变形 50

2.2.2实际金属的塑性变形 55

2.2.3塑性变形对金属组织与性能的影响 58

2.2.4金属的再结晶 60

2.3金属的热加工 62

2.3.1金属的热加工与冷加工 62

2.3.2热加工对金属组织和性能的影响 64

2.4高聚物的力学状态 65

2.4.1线型无定型高聚物的力学状态 65

2.4.2结晶和交联对高聚物力学状态的影响 66

习题 70

第3章 二元合金相图及相变基础知识 71

3.1相图的概念 72

3.1.1平衡相图 72

3.1.2冷却曲线 73

3.1.3溶解度与相图的基本类型 74

3.2平衡相图的应用 76

3.2.1表象点的研究 76

3.2.2合金的结晶过程分析 77

3.2.3三相反应 80

3.2.4金属化合物 81

3.2.5相图与合金性能之间的关系 82

3.3铁-碳平衡相图 83

3.3.1铁碳合金的基本相和组织 83

3.3.2铁碳合金相图分析 84

3.3.3铁碳合金在平衡冷却时的转变 86

3.3.4含碳量对铁碳合金组织性能的影响 92

3.4钢在加热时的转变 93

3.4.1奥氏体形成过程及其影响因素 94

3.4.2奥氏体晶粒度及其影响因素 95

3.5钢在非平衡冷却时的转变 96

3.5.1过冷奥氏体等温冷却转变 96

3.5.2过冷奥氏体连续冷却转变 101

3.5.3 TTT图与CCT图的比较 104

习题 106

第4章 材料的改性 108

4.1钢的预备热处理 109

4.1.1钢的退火 110

4.1.2钢的正火 112

4.1.3退火与正火的选用 113

4.2钢的最终热处理 113

4.2.1钢的淬火 113

4.2.2钢的回火 117

4.2.3淬火钢的三大特性 123

4.3热处理新工艺简介 125

4.3.1形变热处理 125

4.3.2强韧化处理 126

4.3.3循环热处理 127

4.4金属材料的表面改性 127

4.4.1表面改性的目的 127

4.4.2钢的表面淬火 128

4.4.3化学热处理 130

4.4.4表面变形强化 135

4.5金属材料的固溶处理及时效强化 135

4.5.1铝合金的固溶时效强化 135

4.5.2铜合金的固溶时效强化 137

4.6高聚物的改性 137

4.6.1化学改性 137

4.6.2物理改性 138

4.7陶瓷材料的改性 139

4.7.1固溶强化 139

4.7.2细化晶粒及降低陶瓷的裂纹尺寸 139

4.7.3第二相强化 140

4.7.4相变增韧 140

4.7.5纤维补强 140

习题 141

第5章 工业用钢及铸铁 143

5.1钢的综述 146

5.1.1钢材生产简介 146

5.1.2钢的分类、编号和成分特点 147

5.1.3碳钢和合金钢的特点 151

5.1.4合金元素在钢中的作用 152

5.2结构钢 153

5.2.1工程结构钢 153

5.2.2机器结构钢 156

5.3工具钢 164

5.3.1刃具钢 164

5.3.2模具钢 169

5.3.3量具钢 171

5.4特殊性能钢 172

5.4.1不锈钢 172

5.4.2耐热钢 172

5.4.3耐磨钢 174

5.5铸铁 175

5.5.1灰铸铁 178

5.5.2蠕墨铸铁 180

5.5.3可锻铸铁 181

5.5.4球墨铸铁 182

5.5.5合金铸铁 183

5.5.6铸铁热处理特点 184

习题 187

第6章 有色金属及其合金 189

6.1铝及铝合金 191

6.1.1综述 191

6.1.2变形铝合金 191

6.1.3铸造铝合金 195

6.2铜及铜合金 197

6.2.1综述 197

6.2.2黄铜 198

6.2.3青铜 199

6.3轴承合金 202

6.3.1锡基轴承合金 202

6.3.2铅基轴承合金 203

6.3.3其他轴承合金 204

6.4其他有色金属及合金 205

6.4.1钛及钛合金 205

6.4.2锌基合金 206

6.4.3镍基合金 206

习题 210

第7章 非金属材料 212

7.1高分子材料 216

7.1.1工程塑料 216

7.1.2橡胶 223

7.1.3聚合物合金及互穿聚合物网络 225

7.1.4胶粘剂 227

7.2工业陶瓷 228

7.2.1普通陶瓷 229

7.2.2特种陶瓷 229

7.2.3现代陶瓷 229

7.2.4金属陶瓷 231

7.3复合材料 234

7.3.1复合材料的增强机制与性能 234

7.3.2常用复合材料 236

习题 242

第8章 材料的选用 244

8.1零件的失效分析 249

8.1.1失效的概念 249

8.1.2零件失效类型及原因 250

8.1.3失效分析方法 251

8.2材料选用的原则与方法 252

8.2.1使用性能与选材 252

8.2.2工艺性与选材 254

8.2.3经济性与选材 255

8.2.4选材的一般方法 257

8.3常用材料的性能比较 259

8.3.1材料的力学性能比较 259

8.3.2材料的物理性能比较 261

8.4典型零件的选材 263

8.4.1轴类零件的选材 263

8.4.2齿轮类零件的选材 267

8.4.3箱体支承类零件的选材 269

8.4.4工模具的选材 270

8.5常用机械用材 272

8.5.1常用机械用材情况与趋向 272

8.5.2材料的代用与节材 273

习题 280

附录 282

参考文献 293