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目录 1

第一章 机械零件的失效分析 3

§1-1 零件在常温静载下的过量变形 3

一、过量弹性变形 3

二、过量塑性变形 5

§1-2 零件在静载和冲击载荷下的断裂 5

一、韧断和脆断的基本概念 5

二、影响脆断的因素 6

三、断裂韧性的概念 8

一、疲劳的基本概念 10

§1-3 在交变载荷下的疲劳断裂 10

二、疲劳断口的特征 11

三、疲劳抗力指标及其影响因素 11

§1-4 零件的磨损失效 15

一、磨损的基本类型 16

二、接触疲劳 18

§1-5 高温下工作零件的失效 19

一、高温对金属机械性能的影响 19

二、蠕变极限和持久强度 19

三、高温下零件的失效 21

习题与思考题 22

一、纯铁的结晶 23

§2-1 纯铁的组织和性能 23

第二章 碳钢 23

二、纯铁的同素异构转变 24

三、工业纯铁的组织和性能 27

§2-2 铁和碳的相互作用 30

一、铁和碳形成固溶体——铁素体和奥氏体 30

二、铁和碳形成化合物——渗碳体 31

三、铁碳合金中的组织组成物 32

§2-3 Fe-Fe3C相图 33

一、相图的基本概念 33

二、Fe-Fe3C相图分析 35

三、典型铁碳合金结晶过程分析 40

四、碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响 46

五、Fe-Fe3C相图的实际应用 48

六、合金性能和相图关系小结 49

§2-4 钢中常存杂质元素对钢性能的影响 50

一、硅和锰的影响 50

二、硫的影响 51

三、磷的影响 51

四、钢中气体的影响 51

§2-5 钢锭的组织和缺陷 52

一、镇静钢钢锭的组织和缺陷 52

二、沸腾钢钢锭的组织和缺陷 54

一、冷压力加工对钢组织和性能的影响 55

三、沸腾钢和镇静钢的比较与应用 55

§2-6 压力加工对钢组织和性能的影响 55

二、冷变形钢在加热过程中组织和性能的变化 59

三、热压力加工对钢组织和性能的影响 61

§2-7 碳钢的分类、编号及用途 62

一、碳钢的分类 62

二、碳钢的牌号和用途 63

习题与思考题 66

一、钢在加热时的转变 68

§3-2 热处理过程中钢的组织转变 68

§3-1 概述 68

第三章 钢的热处理 68

二、钢在冷却时的转变 72

§3-3 钢的普通热处理 82

一、钢的退火与正火 82

二、钢的淬火 85

三、钢的回火 90

§3-4 钢的表面热处理 92

一、表面淬火 93

二、钢的化学热处理 95

二、淬火硬度不足 102

习题与思考题 102

一、变形与开裂 102

§3-5 热处理缺陷及防止方法 102

第四章 合金钢 104

§4-1 概述 104

一、合金元素在钢中的作用 104

二、合金钢的分类及牌号 109

§4-2 合金结构钢 110

一、普通热处理用结构钢 110

二、表面热处理用结构钢 119

§4-3 合金工具钢 123

一、工具钢的特点及合金元素在工具钢中的作用 123

二、碳素工具钢与低合金工具钢的比较 124

三、高速钢的性能及热处理特点 126

四、量具用钢的性能及热处理特点 131

五、模具钢的特点及热处理 131

§4-4 特殊性能钢 135

一、不锈钢 135

二、耐热钢 141

三、低温钢 146

四、耐磨钢 147

习题与思考题 152

第五章 铸铁 153

§5-1 概述 153

一、石墨化过程 153

二、影响石墨化的因素 154

一、灰口铸铁的组织 156

§5-2 灰口铸铁的组织和性能 156

二、灰口铸铁的性能特点 158

§5-3 灰口铸铁的分类、性能及用途 159

一、灰铸铁 159

二、球墨铸铁 159

三、蠕墨铸铁 161

四、可锻铸铁 163

二、正火 165

三、淬火及回火 165

一、退火 165

§5-4 灰口铸铁的热处理 165

四、等温淬火 166

五、表面淬火 166

六、表面化学热处理 166

§5-5 合金铸铁 166

一、高强度合金铸铁 167

二、耐热合金铸铁 167

三、耐蚀合金铸铁 167

四、耐磨合金铸铁 168

习题与思考题 169

二、提高铝及铝合金强度的主要途径 170

一、铝及铝合金的性能特点 170

§6-1 铝及铝合金 170

第六章 有色金属及其合金 170

三、铝及铝合金的分类和用途 174

§6-2 钢及铜合金 180

一、铜及铜合金的性能特点 180

二、铜及铜合金的分类及用途 180

§6-3 轴承合金 190

一、轴承合金的性能要求 190

二、轴承合金的分类及用途 191

§6-4 钛及钛合金 194

一、钛及钛合金的性能特点 194

二、常用钛合金及其热处理 195

习题与思考题 197

第七章 高分子材料 198

§7-1 概述 198

一、高分子链的结构和形态 198

二、高聚物的聚集态 203

三、高分子材料的组成 205

§7-2 高分子材料的性能 206

一、机械性能 206

二、物理性能和化学性能 209

一、工程塑料的种类、性能及应用 211

§7-3 常用高分子材料 211

三、高分子材料的老化 211

二、合成橡胶的种类、性能和应用 214

习题与思考题 217

第八章 陶瓷材料 218

§8-1 陶瓷材料的结构、性能与分类 218

一、陶瓷材料的结构 218

二、陶瓷材料的性能 222

三、陶瓷材料的分类 225

一、普通陶瓷 226

二、特种陶瓷 226

§8-2 工程结构陶瓷材料 226

§8-3 金属陶瓷材料 228

一、粉末冶金简介 228

二、金属陶瓷硬质合金 228

习题与思考题 229

第九章 复合材料 230

§9-1 复合机理简介 230

一、粒子增强复合 230

二、纤维增强复合 231

三、连续纤维单向增强复合材料的强化原理 232

四、复合材料的性能特点 235

一、纤维－树脂复合材料 236

§9-2 非金属基复合材料 236

二、塑料－金属多层复合材料 239

§9-3 金属基复合材料 240

一、纤维－铝（或合金）基复合材料 240

二、纤维－钛合金基复合材料 240

三、纤维－铜（或合金）基复合材料 241

习题与思考题 241

第十章 典型零件的选材及热处理工艺分析 242

§10-1 常用机械性能指标在选材中的意义 242

§10-2 断裂韧性在选材中的意义 244

二、加工工艺对性能的影响 245

§10-4 材料强度、塑性与韧性的合理配合 245

一、结构设计对性能的影响 245

§10-3 零件实物性能试验的重要性 245

§10-5 选材方法 246

一、根据材料的使用性能选材 247

二、根据材料的工艺性能选材 248

三、根据材料的经济性选材 250

§10-6 典型零件选材及热处理工艺分析 250

一、齿轮 250

二、轴 251

三、汽轮机叶片 253

习题与思考题 254

主要参考文献 254