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第一章　概论 1

§1-1　工程材料发展概况 1

§1-2　工程材料的研究方法简介 2

§1-3　固态原子的结合键 2

一、原子间的相互作用力 2

二、金属键和金属晶体 3

三、离子健和离子晶体 6

四 共价键和共价晶体 7

五、分子键和分子型晶体 7

六、混合键型晶体 8

七、晶体结构对性能的影响 9

§1-4　组织特征与性能的关系 10

§1-5　工程材料的分类 12

一、金属材料 12

四、复合材料 13

三、高分子材料 13

二、陶瓷材料 13

第二章　金属的塑性变形与再结晶 16

§2-1 金属晶体的各向异性………………………………………………（16）一、晶面指数和晶向指数 16

二、晶面及晶向的原子密度 17

§2-2　实际金属的晶体结构 18

一、单晶体与多晶体 19

二、实际金属的晶体结构 19

§2-3　金属的结晶过程 21

一、结晶的基本概念 21

二、金属的结晶过程——生核和成长 22

三、铸锭组织及其缺陷 22

四、金属的同素异构转变 24

§2-4 金属的冷塑性变形与加工硬化 24

一、金属塑性变形的机理 25

二、塑性变形对组织和性能的影响 26

一、回复与再结晶 27

§2-5　冷压力加工后的中间退火 27

二、影响再结晶晶粒度的因素 28

§2-6　金属的热加工 29

一、金属的热加工和冷加工的基本概念 29

二、金属热加工时组织和性能的变化 29

三、纤维组织的正确使用 30

第三章 合金的相结构与二元相图 33

§3-1 基本概念 33

§3-2　合金的相结构 33

一、固溶体 34

二、金属化合物 35

§3-3　二元合金相图 37

一、二元相图的建立 37

二、无限互溶的匀晶相图 38

三、有限互溶的共晶相图 40

四、包晶相图 43

§3-4　相图在选材中的应用 44

一、二元相图的看图方法 45

二、匀晶相图与性能的关系 47

三、共晶相图与性能的关系 48

§3-5　铁碳相图在选材用材中的应用 51

一、铁碳合金的基本组织 51

二、相变温度（727℃）以下时的组织和性能变化 53

三、相变温度（727℃）以上时的组织和性能变化 55

一、其它元素对相图的影响 57

§3-6　相图应用的局限性 57

二、相图没有反映时间的作用 58

三、相图不能反映出组织的形态、大小和分布的均匀度 59

第四章　钢的热处理 60

§4-1　钢在加热、保温时的组织转变 60

§4-2　钢在冷却时的组织转变 62

一、奥氏体等温转变曲线 63

二、奥氏体连续冷却曲线 65

三、影响C曲线的主要因素 66

一、淬硬性概念 68

§4-3　淬硬性和淬透性 68

二、淬透性概念 69

三、淬透性的测定及其应用举例 70

四、设计选材时如何考虑钢的淬透性 72

§4-4　钢在回火时的转变 73

一、回火转变的四个阶段 73

二、回火时钢的性能变化 74

三、合金元素对回火稳定性的影响 76

§4-5　钢的退火和正火 76

一、退火 76

二、正火（常化） 77

§4-6　钢的淬火与回火 78

一、钢的淬火 78

二、钢的回火 81

三、钢的冰冷处理 81

§4-7 C曲线的形式与热处理的关系 82

一、钢的渗碳 84

§4-8　钢的化学热处理 84

二、渗氮（又称氮化） 88

三、气体碳氮共渗 89

四、气体软氮化 90

§4-9　热处理的变形和开裂 90

一、内应力及其变形规律 90

二、零件淬火变形实例 93

三、影响变形的主要因素 94

四、淬火裂纹 95

五、减少变形和防止裂纹的主要措施 96

第五章　碳钢和合金钢 102

§5-1　碳在钢中的作用 102

§5-2　合金元素在钢中的作用 106

§5-3　杂质元素的影响 110

一、锰和硅的影响 110

二、硫和磷的影响 110

三、其它杂质元素的影响 111

一、钢的分类 112

§5-4　钢的分类和表示方法 112

二、钢的表示方法 113

§5-5　结构钢 114

一、结构钢的合金化及其热处理 115

二、同一材料的多用性 116

三、易削钢简介 117

四、工程结构钢 117

§5-6　工具钢 120

二、成分特点 121

一、硬度、耐磨性与碳化物的关系 121

三、热处理方法特点 122

四、实例分析 122

五、常用工具钢简介 126

第六章　特殊性能钢 128

§6-1　钢的腐蚀 128

一、腐蚀的分类及其破坏形式 128

二、电化学腐蚀的原因 129

一、合金元素可以有效地改变二元相图的形状 130

三、提高金属抗腐蚀的主要途径 130

§6-2　合金元素在不锈钢中的作用 130

二、几种主要合金元素在不锈钢中的作用 132

§6-3　常用不锈钢的特性及其热处理 134

一、铁素体类不锈钢 134

二、马氏体类不锈钢 137

三、奥氏体不锈钢 138

四、两（复）相不锈钢 142

§6-4　耐热钢及耐热合金 142

一、提高钢的热稳定性的途径 143

二、提高热强性的途径 143

三、耐热钢合金化的特点 144

四、耐热钢的选用 145

五、镍基耐热合金简介 146

§6-5　低温用钢 146

二、影响钢冷脆性转变温度的因素 148

一、钢的冷脆性评定方法 148

三、低温用钢简介 150

第七章　铸铁 153

§7-1　铸铁和碳钢的比较 153

§7-2　铸铁中的石墨化过程 156

一、铸铁的石墨化过程 156

二、影响石墨化程度的主要因素 157

三、石墨形态的控制 159

§7-3　基体组织对铸铁性能的影响 160

§7-4　铸铁的牌号、性能及用途 161

§7-5　蠕墨铸铁简介 163

§7-6　特殊性能铸铁 163

一、耐磨铸铁 163

二、耐蚀铸铁 164

三、耐热铸铁 167

一、铝及其合金的分类和编号 169

§8-1　铝及其合金 169

第八章 有色金属及其合金 169

二、铝的合金化 170

三、形变铝合金的热处理 172

四、铸造铝合金热处理工艺特点 174

§8-2　铜及其合金 175

一、紫铜（工业纯铜） 175

二、铜的合金化 176

三、铜及其合金的编号 176

四、黄铜 177

五、青铜 179

六、白铜 181

七、铜及其合金的热处理 182

§8-3 钛及其合金 183

一、钛的组织和性能 183

二、钛合金 184

一、轴承材料必须具备的特征 186

§8-5　滑动轴承合金 186

§8-4 铅及其合金 186

二、常用的轴承合金 187

§8-6　粉末冶金材料 189

一、粉末冶金简介 189

二、铁基结构零件 189

三、含油轴承 194

四、硬质合金 196

一、高分子材料的基本概念 200

§9-1　高分子材料的结构 200

第九章　高分子材料 200

二、大分子结构与形态 201

三、聚集态结构及它对性能的影响 202

四、高聚物的三种物理状态 203

§9-2　高分子材料的性能 205

一、高弹性 205

二、比强度高 205

四、加工成型性好 206

三、隔热、绝缘、吸震、耐腐蚀、耐磨 206

五、弹性模量低、极易蠕变和应力松弛 207

§9-3　高分子材料的老化 208

一、老化现象 208

二、引起老化的主要原因 208

三、防止老化的主要措施 210

§9-4　常用工程塑料简介 211

一、塑料的组成、分类 211

二、热塑性塑料 212

三、热固性塑料 219

§9-5　塑料在机械工程中的应用举例 221

一、塑料齿轮 221

二、塑料轴承 222

三、塑料在化工容器方面的使用 225

§9-6　塑料在包装工业上的应用 225

§9-7　橡胶在工业上的应用 230

一、骨架材料 232

二、颗粒材料强化橡胶 233

三、橡胶-橡胶共混物 233

第十章　陶瓷材料 234

§10-1　硅酸盐晶体结构简介 234

一、硅酸盐晶体结构特点 234

二、组群状结构 235

三、链状结构 236

四、层状结构 236

五、架状结构 236

六、岛状结构 237

§10-2　熔融态和玻璃态 237

一、玻璃态的特性 237

二、玻璃 239

§10-3　陶瓷材料的力学性能 240

三、玻璃纤维 240

一、弹性模量高 241

二、硬度高 241

三、几乎没有塑性 243

四、常温时脆性断裂和高温时的蠕变断裂 243

五、理论断裂强度 244

§10-4　陶瓷材料的抗热震性能 245

一、抗热震性的评定方法 245

二、内应力 245

三、影响抗热震性的因素 246

§10-5　陶瓷材料的电导及抗电强度 247

一、材料的电阻率及其电导 247

二、陶瓷材料的电导特性 248

三、陶瓷材料的抗电强度 249

三、透明瓷 251

二、过滤陶瓷 251

四、电解质瓷、低压和高压电瓷 251

一、耐酸陶瓷 251

§10-7　各种陶瓷简介 251

§10-6　陶瓷材料的其它性能和用途 251

五、高温、高强度、耐磨、耐腐蚀瓷 252

六、选用和使用陶瓷材料注意事项 252

第十一章　复合材料 253

§11-1　概述 253

§11-2　复合材料增强机理简介 255

§11-3　纤维复合材料简介 258

一、玻璃纤维增强塑料 258

二、碳纤维-树脂复合材料 259

三、植物纤维复合材料 259

§11-4　复合薄膜及其复合方法简介 260

一、湿法复合 261

二、干法复合 261

六、其他复合方法 262

五、共挤出复合 262

四、热熔复合 262

三、挤出复合 262

第十二章　机械零件的失效及材料的选用 263

§12-1　选材的基本原则 263

§12-2　材料的使用性能与选材 264

§12-3　材料的工艺性能与选材 266

一、工程材料的加工工艺路线 266

二、工程材料工艺性能分析 267

§12-5　零件的失效简介 268

§12-4　材料的经济性与选材 268

一、设计与失效 269

二、材料与失效 271

三、加工与失效 271

§12-6　零件失效分析的一般方法 273

§12-7　典型零件选材举例 274

一、工程材料应用概况 274

二、壳体类零件的选材 274

三、轴类零件的选材及其热处理 278

四、齿轮类零件的选材及其热处理 279