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绪论 1

第1章 材料的性能 4

1.1静态力学性能 4

1.1.1强度、刚度和塑性 4

1.1.2硬度 6

1.2动态力学性能 9

1.3其他性能 11

思考与练习 13

第2章 金属的结构与塑性变形 15

2.1纯金属的晶体结构 15

2.1.1晶体结构的基本概念 15

2.1.2常见金属的晶格类型 16

2.1.3单晶体的各向异性与多晶体的各向同性 18

2.1.4实际金属的结构 19

2.2合金的晶体结构 23

2.2.1合金概述 23

2.2.2固溶体 24

2.2.3金属间化合物 25

2.3金属的冷变形行为 26

2.3.1单晶体金属的塑性变形 26

2.3.2实际金属的塑性变形 29

2.4冷变形金属对金属组织和性能的影响 30

2.4.1塑性变形对金属组织结构的影响 31

2.4.2塑性变形对金属性能的影响 32

2.5冷变形金属在加热时组织和性能的变化 33

2.5.1回复 33

2.5.2再结晶 34

2.5.3晶粒长大 38

2.6金属的热变形加工 38

思考与练习 40

第3章 金属的结晶与二元合金相图 41

3.1金属的结晶及其控制 41

3.1.1结晶概述 41

3.1.2金属的结晶过程 42

3.1.3晶粒的大小及控制 45

3.1.4铸锭的凝固组织 46

3.1.5晶体的同素异构现象 47

3.2二元合金相图的建立及其意义 48

3.3二元合金相图的基本类型及杠杆定律 50

3.3.1匀晶相图 50

3.3.2共晶相图 52

3.3.3包晶相图 56

3.3.4其他相图 57

3.3.5合金的性能与相图的关系 60

思考与练习 61

第4章 铁碳合金 63

4.1铁碳合金相图及其分析和应用 63

4.1.1铁碳合金中的基本相 64

4.1.2 Fe-Fe3 C相图分析 64

4.1.3典型合金结晶过程分析 66

4.1.4碳对铁碳合金组织和性能的影响 70

4.1.5 Fe-Fe3 C相图的应用和局限性 71

4.2碳钢 73

4.2.1钢中的元素 73

4.2.2碳钢的牌号、性能和用途 74

4.2.3铸钢 81

思考与练习 82

第5章 金属热处理 83

5.1钢受热时的转变 83

5.2钢在冷却时的转变 86

5.2.1过冷奥氏体等温转变曲线 87

5.2.2过冷奥氏体连续转变曲线 96

5.3钢的退火与正火 97

5.3.1退火和正火的目的 97

5.3.2退火工艺及其应用 98

5.3.3正火工艺及其应用 100

5.4钢的淬火 100

5.4.1淬火的目的 100

5.4.2淬火的一般工艺 101

5.4.3常用的淬火方法 103

5.5钢的回火 105

5.5.1回火目的 105

5.5.2淬火钢回火时的组织转变和产物 105

5.5.3淬火钢回火时的性能变化 107

5.5.4回火的种类及应用 107

5.5.5自身回火淬火法 109

5.6钢的淬透性 110

5.7钢的表面淬火 113

5.7.1感应加热表面淬火 114

5.7.2火焰加热表面淬火 115

5.7.3激光加热表面淬火 116

5.8钢的化学热处理 117

5.8.1渗碳 117

5.8.2渗氮 120

5.8.3碳氮共渗 121

5.8.4其他化学热处理方法 122

5.9热处理注意事项 122

思考与练习 127

第6章 合金钢 128

6.1合金钢中的元素 128

6.1.1合金元素在钢中的存在形式和对基本相的影响 129

6.1.2合金元素对铁碳合金相图的影响 131

6.1.3合金元素对钢热处理组织转变的影响 132

6.1.4合金元素对钢力学性能的影响 135

6.1.5合金元素对钢工艺性能的影响 138

6.2合金结构钢及其应用 139

6.2.1合金渗碳钢 139

6.2.2合金调质钢 142

6.2.3合金弹簧钢 144

6.2.4滚动轴承钢 148

6.2.5其他常用合金结构钢 152

6.3合金工具钢及其应用 158

6.3.1低合金刃具钢 158

6.3.2高速钢 161

6.3.3合金冷作模具钢 166

6.3.4合金热作模具钢 170

6.3.5合金量具钢 172

6.4特殊性能钢及其应用 174

6.4.1不锈钢 174

6.4.2耐热钢及耐热合金 180

6.4.3耐磨钢 187

思考与练习 188

第7章 铸铁 190

7.1铸铁的石墨化和分类 190

7.1.1铸铁的石墨化 190

7.1.2铸铁的分类 191

7.2灰铸铁 193

7.2.1影响灰铸铁组织和性能的因素 195

7.2.2灰铸铁的热处理 197

7.3球墨铸铁 197

7.3.1球墨铸铁的化学成分和球化处理 197

7.3.2球墨铸铁的牌号、组织和性能 198

7.3.3球墨铸铁的热处理 199

7.4其他铸铁 201

7.4.1可锻铸铁 201

7.4.2蠕墨铸铁 203

7.4.3特殊性能铸铁 204

思考与练习 206

第8章 非铁金属及合金 207

8.1铝及铝合金 207

8.1.1纯铝及其应用 207

8.1.2铝合金及其应用 208

8.2铜及铜合金 215

8.2.1工业纯铜及其应用 215

8.2.2铜合金及其应用 216

8.3滑动轴承合金 221

8.3.1滑动轴承的工作条件及对性能、组织的要求 221

8.3.2各类滑动轴承合金应用简介 221

8.4钛及钛合金 224

8.4.1纯钛及其应用 224

8.4.2钛合金及其应用 224

8.5粉末冶金材料及其应用 226

8.5.1粉末冶金工艺 226

8.5.2粉末冶金技术的应用 227

8.5.3粉末冶金材料——硬质合金及其应用 227

思考与练习 228

第9章 非金属材料及其应用 229

9.1高分子材料 229

9.1.1高分子化合物的组成和分类 229

9.1.2高分子材料的命名及分类 230

9.1.3工程塑料 232

9.1.4合成橡胶与合成纤维 238

9.1.5合成胶黏剂和涂料 240

9.2工业陶瓷 242

9.2.1陶瓷材料的分类 243

9.2.2常用工程陶瓷及其应用 243

思考与练习 245

第10章 现代新型材料及其应用 246

10.1复合材料 246

10.2其他新型材料 251

10.2.1形状记忆合金 251

10.2.2非晶态合金 254

10.2.3纳米材料 257

10.2.4阻尼合金 261

10.2.5超导材料 262

10.2.6梯度功能材料 263

思考与练习 266

第11章 机械零件的选材与失效分析 267

11.1机械零件的失效分析 267

11.2机械零件选材的基本原则及分析 270

11.2.1选材的基本原则 270

11.2.2机械零件强度与材料力学性能的关系 273

11.3常用机械零件的选材及加工路线 275

11.3.1轴类零件 275

11.3.2齿轮类零件 278

11.3.3弹簧类零件 282

11.3.4箱体支承类零件 283

11.3.5仪表壳体类零件 284

11.3.6常用机械的主要零件的选材 284

思考与练习 288

附录A钢铁金属硬度与强度的换算表 290

附录B淬火钢回火温度与硬度的关系 293

附录C常用塑料、复合材料缩写代号 294

附录D机械工程材料实验 295

参考文献 308