机械工程材料PDF电子书下载

第0章 绪论 1

0.1材料与材料科学的发展 1

0.2材料的分类及应用 2

0.3本课程的学习目的、学习内容和学习要求 3

思考题 4

第1章 材料的性能 5

1.1材料的力学性能 5

1.1.1拉伸实验曲线 5

1.1.2刚度、强度与塑性 7

1.1.3硬度 10

1.1.4冲击韧性 14

1.1.5疲劳强度 16

1.2材料的工艺性能 17

1.2.1铸造性能 17

1.2.2锻造性能 17

1.2.3焊接性能 18

1.2.4切削加工性能 18

1.3材料的物理性能 18

1.4材料的化学性能 20

思考题 20

第2章 金属的晶体结构与结晶 21

2.1金属的晶体结构 21

2.1.1金属的特性与金属键 21

2.1.2晶体结构的基本概念 22

2.1.3常见金属的晶格类型 23

2.1.4晶体的各向异性 25

2.1.5金属的同素异构转变 26

2.2实际金属的晶体结构 28

2.2.1点缺陷 29

2.2.2线缺陷 29

2.2.3面缺陷 31

2.3纯金属的结晶 32

2.3.1纯金属的冷却曲线和过冷现象 32

2.3.2纯金属的结晶过程 33

2.3.3金属结晶后的晶粒大小 35

2.4金属的铸锭组织 37

2.4.1铸锭三晶区的形成 37

2.4.2铸锭三晶区的组织与性能 38

2.4.3铸锭三晶区相对厚度的控制 39

思考题 40

第3章 合金的结构和结晶 41

3.1合金中的相结构 41

3.1.1合金的基本概念 41

3.1.2固溶体 42

3.1.3金属化合物 44

3.2二元合金相图 46

3.2.1二元合金相图的建立 46

3.2.2二元匀晶相图 48

3.2.3二元共晶相图 50

3.3合金的性能与相图的关系 55

3.3.1金属力学性能与相图的关系 55

3.3.2金属工艺性能与相图的关系 56

思考题 58

第4章 铁碳合金相图 59

4.1铁碳合金的组元、相及组织 59

4.1.1铁与工业纯铁 59

4.1.2铁碳合金的相结构、基本组织及性能 61

4.2 Fe-Fe3 C相图分析 64

4.2.1相图分析 64

4.2.2Fe- Fe3 C相图中合金分类 66

4.3典型合金结晶过程分析 68

4.3.1共析钢 68

4.3.2亚共析钢 68

4.3.3过共析钢 70

4.3.4共晶白口铸铁 71

4.3.5亚共晶白口铸铁 72

4.3.6过共晶白口铸铁 72

4.4含碳量对铁碳合金组织和性能的影响 74

4.4.1含碳量对铁碳合金室温平衡组织的影响 74

4.4.2含碳量对铁碳合金力学性能的影响 74

4.4.3含碳量对铁碳合金工艺性能的影响 75

4.5 Fe-Fe3 C相图的应用 76

4.5.1作为选用钢铁材料依据 76

4.5.2制定铸、锻和热处理等热加工工艺的依据 76

思考题 77

第5章 金属的塑性变形与再结晶 78

5.1金属的塑性变形 78

5.1.1晶粒内变形 78

5.1.2晶间变形 79

5.2塑性变形对金属性能的影响 80

5.2.1加工硬化 80

5.2.2回复与再结晶 80

5.3金属的热加工 81

5.3.1热加工与冷加工的区别 81

5.3.2热加工对钢的组织和性能的影响 82

5.3.3锻造比 83

思考题 83

第6章 钢的热处理 84

6.1钢在加热时的转变 85

6.1.1共析钢奥氏体化过程 85

6.1.2影响珠光体向奥氏体转变速度的因素 87

6.1.3奥氏体晶粒大小及其影响因素 87

6.2钢在冷却时的组织转变 90

6.2.1共析钢过冷奥氏体等温转变曲线 90

6.2.2共析钢等温转变产物及性能 92

6.2.3马氏体的转变 95

6.2.4影响C曲线因素 97

6.2.5过冷奥氏体连续冷却转变曲线 98

6.3钢的退火与正火 99

6.3.1钢的退火 99

6.3.2钢的正火 102

6.3.3退火与正火的选用 103

6.4钢的淬火 104

6.4.1淬火定义及目的 104

6.4.2淬火温度的选择 104

6.4.3淬火冷却介质 105

6.4.4淬火方法 107

6.4.5钢的淬透性和淬硬性 109

6.4.6淬火缺陷 111

6.5钢的回火 112

6.5.1回火的主要目的 112

6.5.2淬火钢回火时组织和性能变化 112

6.5.3回火分类及应用 113

6.5.4回火脆性 115

6.6钢的表面热处理和化学热处理 116

6.6.1表面淬火 116

6.6.2钢的化学热处理 119

6.6.3热处理新技术 123

思考题 125

第7章 工业用钢（一） 126

7.1碳素钢的概念、化学成分和分类 126

7.2碳素结构钢 127

7.2.1普通碳素结构钢 127

7.2.2优质碳素结构钢 127

7.3碳素工具钢 131

7.4铸造碳钢 132

7.5合金钢 133

7.5.1合金钢的概念 133

7.5.2合金元素在钢中的主要作用 133

7.5.3合金钢的分类和牌号 134

7.6合金结构钢 137

7.6.1合金结构钢用途与分类 137

7.6.2低合金高强度结构钢 137

7.6.3合金渗碳钢 141

7.6.4合金调质钢 144

7.6.5合金弹簧钢 145

7.6.6滚动轴承钢 150

第8章 工业用钢（二） 153

8.1合金工具钢用途及分类 153

8.2合金刃具钢 153

8.2.1低合金刃具钢 153

8.2.2高速钢 155

8.3合金模具钢 159

8.3.1冷作模具钢 159

8.3.2热作模具钢 162

8.3.3塑料模具钢 162

8.4合金量具钢 165

8.4.1量具钢性能要求 165

8.4.2量具钢热处理和常用合金量具钢牌号 165

思考题 166

第9章 特殊性能钢 167

9.1不锈钢 167

9.1.1金属的腐蚀与保护 167

9.1.2不锈钢化学成分特点 168

9.1.3常用不锈钢 168

9.2耐热钢 169

9.2.1耐热钢的特点 169

9.2.2常用耐热钢 169

9.2.3高温合金 172

9.3耐磨钢 176

9.3.1耐磨钢成分和热处理特点 176

9.3.2高锰钢用途和牌号 176

思考题 178

阅读 178

阅读一、其他特殊性能钢简介 178

阅读二、钢材简介 180

第10章 粉末冶金与硬质合金 183

10.1粉末冶金法特点 183

10.2粉末冶金法基本工艺 183

10.3硬质合金及性能特点 185

10.4硬质合金分类与牌号 186

阅读 187

钢的鉴别 187

第11章 铸铁 192

11.1铸铁的分类 192

11.2铸铁的石墨化及影响因素 193

11.3灰口铸铁 194

11.4球墨铸铁 195

11.5可锻铸铁 196

11.6蠕墨铸铁 197

11.7合金铸铁 198

思考题 199

第12章 有色金属及合金 200

12.1铝及铝合金 200

12.1.1纯铝 200

12.1.2铝合金 200

12.2铜及铜合金 203

12.2.1纯铜 203

12.2.2铜合金 204

12.3钛及钛合金 206

12.3.1纯钛 206

12.3.2钛合金 208

12.4滑动轴承合金 208

12.4.1滑动轴承工作条件及对性能的要求 209

12.4.2滑动轴承合金的成分和组织特征 209

12.4.3滑动轴承合金的分类、牌号 209

12.4.4常用的滑动轴承合金 210

思考题 210

第13章 非金属材料 211

13.1高分子材料 211

13.1.1高分子材料的基本概念 211

13.1.2塑料 212

13.1.3橡胶 216

13.1.4胶黏剂 217

13.1.5高分子涂料 219

13.2陶瓷材料 221

13.2.1陶瓷材料的基本概念 221

13.2.2陶瓷制品的生产过程 221

13.2.3陶瓷材料的分类、特点及应用 222

13.3复合材料 223

13.3.1复合材料的概念 223

13.3.2复合材料的特点 223

13.3.3复合材料的分类及命名 225

13.3.4常用复合材料简介 225

思考题 227

第14章 机械零件的选材 228

14.1零部件的失效及选材原则 228

14.1.1零部件的失效形式 228

14.1.2选用材料的一般原则 230

14.1.3热处理工艺的应用 232

14.2典型零件选材及工艺分析 235

14.2.1齿轮类零件 235

14.2.2轴类零件 238

14.2.3模具零件 241

14.2.4箱座类零件 242

思考题 243

附录 244

参考文献 253