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绪论 1

第1章 材料的力学性能 7

1.1材料在静载下的力学性能 7

1.1.1拉伸试验 7

1.1.2硬度试验 9

1.2材料在动载下的力学性能 11

1.2.1冲击试验 11

1.2.2材料的疲劳 13

1.3应力强度因子和断裂韧度 14

1.3.1应力强度因子 14

1.3.2断裂韧度 15

思考题与习题 15

第2章 金属的晶体结构与缺陷 17

2.1材料的结合方式 17

2.1.1离子键 17

2.1.2共价键 18

2.1.3金属键 18

2.1.4分子键（范德华键） 19

2.2晶体结构的基本概念 20

2.2.1晶体与非晶体 20

2.2.2晶格与晶胞 20

2.2.3立方晶系的晶面和晶向表示方法 21

2.3纯金属的晶体结构 23

2.3.1常见的金属晶体结构 23

2.3.2描述晶胞的指标 24

2.3.3金属晶格的密排面和密排方向 25

2.4金属的实际结构与晶体缺陷 27

2.4.1点缺陷 27

2.4.2线缺陷 27

2.4.3面缺陷 29

2.5合金的相结构 30

2.5.1固溶体 30

2.5.2金属化合物（中间相） 32

思考题与习题 33

第3章 金属的结晶与二元相图 36

3.1纯金属的结晶 36

3.1.1结晶的热力学条件 36

3.1.2纯金属的结晶过程 37

3.1.3结晶后晶粒的大小及控制 38

3.1.4金属铸锭（铸件）的宏观组织及控制 39

3.2合金的结晶 41

3.2.1相图的基本知识 41

3.2.2匀晶相图 43

3.2.3共晶相图 44

3.2.4包晶相图 48

3.2.5其他类型的二元合金相图 50

3.2.6二元相图的分析方法 53

3.2.7相图与金属性能之间的关系 53

3.3铁碳合金的结晶 54

3.3.1铁碳合金的基本相 55

3.3.2铁碳相图分析 56

3.3.3铁碳合金平衡结晶过程 58

3.3.4碳对铁碳合金的组织与性能的影响 62

思考题与习题 63

第4章 金属的塑性变形及再结晶 67

4.1金属的塑性变形 67

4.1.1单晶体的塑性变形 67

4.1.2多晶体的塑性变形 71

4.1.3塑性变形对金属组织和性能的影响 73

4.2冷变形金属在加热时组织和性能的变化 75

4.2.1回复 75

4.2.2再结晶 76

4.2.3晶粒长大 76

4.2.4再结晶退火后的晶粒度 76

4.2.5金属的热加工 78

思考题与习题 79

第5章 钢的热处理 82

5.1热处理概述 82

5.1.1热处理的分类 82

5.1.2钢的临界温度 82

5.2钢在加热时的组织转变 83

5.2.1奥氏体的形成 83

5.2.2奥氏体的晶粒大小及控制 84

5.3钢在冷却时的组织转变 86

5.3.1过冷奥氏体的等温转变图和连续冷却转变图 86

5.3.2珠光体转变 90

5.3.3马氏体转变 91

5.3.4贝氏体转变 93

5.4钢的普通热处理 95

5.4.1钢的退火与正火 95

5.4.2钢的淬火 97

5.4.3钢的回火 99

5.5钢的表面热处理 103

5.5.1钢的表面淬火 103

5.5.2钢的化学热处理 104

5.5.3几种常用的表面热处理工艺比较 108

思考题与习题 109

第6章 工业用钢 111

6.1合金元素在钢中的作用 111

6.1.1合金元素与铁和碳的相互作用 111

6.1.2合金元素在钢中的存在形式 113

6.1.3合金元素对钢的相变的影响 113

6.2钢的分类与编号 114

6.2.1钢的分类 114

6.2.2钢的牌号 115

6.3结构钢 116

6.3.1普通碳素结构钢 116

6.3.2优质碳素结构钢 118

6.3.3低合金高强度结构钢 119

6.3.4渗碳钢 121

6.3.5调质钢 123

6.3.6弹簧钢 124

6.3.7滚动轴承钢 127

6.3.8耐磨钢 128

6.4工具钢 129

6.4.1刃具钢 129

6.4.2模具钢 134

6.5特殊性能钢 136

6.5.1不锈钢 136

6.5.2耐热钢 138

思考题与习题 141

第7章 铸铁 144

7.1概述 144

7.1.1铸铁的特点 144

7.1.2铸铁的分类 145

7.1.3铸铁的石墨化及其影响因素 145

7.2常用普通铸铁 147

7.2.1灰铸铁 147

7.2.2可锻铸铁 148

7.2.3球墨铸铁 150

7.2.4蠕墨铸铁 152

7.3合金铸铁 153

7.3.1耐热铸铁 153

7.3.2耐磨铸铁 153

7.3.3耐蚀铸铁 154

思考题与习题 154

第8章 有色金属及其合金 157

8.1铝及铝合金 157

8.1.1.纯铝的基本特性 157

8.1.2铝的合金化及分类 158

8.1.3铝合金的时效强化 158

8.1.4铝合金的细化组织强化 160

8.1.5各类铝合金简介 161

8.2铜及铜合金 163

8.2.1工业纯铜的基本特性 163

8.2.2铜的合金化及分类 164

8.2.3各类铜合金简介 164

8.3钛及钛合金 168

8.3.1纯钛的基本特性 168

8.3.2钛的合金化及热处理原理 170

8.3.3钛合金类型、牌号及应用 172

思考题与习题 173

第9章 高分子材料 175

9.1概述 175

9.1.1高分子材料分类 175

9.1.2高分子材料的命名 176

9.1.3高分子材料的力学状态 176

9.1.4常用高分子材料的化学反应 177

9.2常用高分子材料 178

9.2.1工程塑料 178

9.2.2橡胶 185

9.2.3合成纤维 189

9.2.4合成胶粘剂 189

9.2.5涂料 190

思考题与习题 191

第10章 陶瓷材料 194

10.1概述 194

10.1.1陶瓷材料的特点 195

10.1.2陶瓷的分类 195

10.1.3陶瓷的制造工艺 196

10.2常用工程结构陶瓷材料 197

10.2.1普通陶瓷 197

10.2.2特种陶瓷 197

10.3金属陶瓷 201

10.3.1粉末冶金方法及其应用 201

10.3.2硬质合金 202

思考题与习题 204

第11章 复合材料 206

11.1概述 206

11.1.1复合材料的概念 206

11.1.2复合材料的分类 206

11.1.3复合材料的命名 208

11.2复合材料的增强机制及性能 208

11.2.1复合材料的增强机制 208

11.2.2复合材料的性能特点 210

11.3常用的复合材料 212

11.3.1纤维增强复合材料 212

11.3.2叠层复合材料 216

11.3.3粒子增强复合材料 216

思考题与习题 217

第12章 工程材料的选用 219

12.1材料选用时要考虑的因素 219

12.1.1使用性能因素 219

12.1.2工艺性能因素 220

12.1.3经济性因素 220

12.1.4环境因素 220

12.2材料的选用内容及方法 221

12.2.1材料的选用内容 221

12.2.2材料的选用方法 221

12.3典型零件的材料选用举例 223

12.3.1金属材料的选用举例 223

12.3.2高分子材料的选用举例 225

思考题与习题 225

参考文献 227