目录 1
绪论 1
第一章 材料的原子结合方式及性能 5
第一节 固态物质的原子结合键 5
一、晶体与非晶体 5
二、原子间的结合能 6
三、原子结合键的类型 6
第二节 工程材料的分类 9
一、金属材料 9
二、高分子材料 10
三、陶瓷材料 11
四、复合材料 11
第三节 材料的性能 11
一、力学性能 11
二、物理化学性能 22
三、工艺性能 25
思考与练习 26
第二章 材料的晶体结构 27
第一节 晶体结构基本知识 27
一、晶格与晶胞 27
二、晶格常数与晶系 28
三、纯金属的晶体结构 29
第二节 立方晶系中的晶向与晶面 34
一、晶向指数的标定 34
二、晶面指数的标定 34
三、晶向及晶面的原子密度 35
第三节 实际金属晶体结构的特点 37
一、多晶体结构 37
二、晶体中的缺陷 38
思考与练习 41
二、凝固状态的影响因素 42
一、凝固与结晶 42
第一节 概论 42
第三章 材料的凝固与相图 42
第二节 纯金属的结晶 43
一、结晶时的过冷现象 43
二、结晶的条件 44
三、结晶的过程 45
四、结晶后的晶粒大小 46
第三节 合金的结晶 50
一、合金的相结构及性能 50
二、合金相图的建立 54
三、二元合金相图与结晶分析 55
四、合金性能在相图上的反映 63
思考与练习 65
第四章 铁碳合金 66
第一节 铁碳合金系相图 66
一、铁碳合金系组元的特性 66
二、铁碳双重相图 67
三、Fe-Fe3C相图的特征 68
第二节 铁碳合金平衡结晶过程分析 72
一、铁碳合金的分类 72
二、 钢和白口铸铁的平衡结晶过程 73
第三节 碳对铁碳合金的影响 81
一、碳对室温平衡组织的影响 81
二、碳对力学性能的影响 82
一、钢铁材料的生产过程 83
第四节 碳钢 83
二、钢锭的组织及缺陷 84
三、碳钢的分类、牌号及应用 85
第五节 铸铁 90
一、铸铁的石墨化过程及组织 90
二、影响铸铁石墨化的因素 91
三、铸铁的分类 92
四、各类铸铁的特点及应用 93
思考与练习 99
第五章 钢铁热处理 101
第一节 钢在加热时的组织转变 102
一、奥氏体的形成过程及其影响因素 103
二、奥氏体晶粒度及其影响因素 104
第二节 钢在冷却时的组织转变 105
一、过冷奥氏体的等温冷却转变图 106
二、过冷奥氏体的连续冷却转变图 113
三、TTT图与CCT图的比较 114
第三节 钢的整体热处理 114
一、退火 115
二、正火 116
三、淬火 117
四、回火 121
五、钢的淬透性与淬硬性 125
第四节 钢的表面热处理 127
一、表面淬火 127
二、气相沉积 130
二、渗碳 131
第五节 钢的化学热处理 131
一、概述 131
三、氮化（渗氮） 134
四、碳氮共渗 135
五、常规表面热处理与化学热处理工艺的比较 135
第六节 铸铁的热处理 136
一、普通灰铸铁的热处理 136
二、球墨铸铁的热处理 137
第七节 热处理与机械零件设计制造的关系 138
一、热处理对零件结构形状的要求 138
二、热处理对切削加工工艺的要求 139
三、热处理技术条件的标注 140
思考与练习 143
第六章 金属材料的塑性变形 145
第一节 单晶体金属的塑性变形 145
一、滑移变形的概念 145
二、滑移与切应力 147
三、滑移与位错的运动 148
第二节 多晶体金属的塑性变形 150
一、多晶体塑性变形的特点 150
二、塑性变形对金属的影响 151
第三节 变形后金属的加热变化 154
一、回复 154
二、再结晶 154
三、晶粒长大 155
第四节 金属的热塑性变形 157
一、热加工与冷加工的区分 157
二、热加工对金属组织与性能的影响 157
三、材料塑性变形抗力的提高 158
思考与练习 160
第七章 合金钢 161
第一节 合金钢基本知识 161
一、合金钢的分类及编号 161
二、合金元素在钢中的作用 163
第二节 合金结构钢 167
一、低合金高强度结构钢 167
二、渗碳钢 169
三、调质钢 171
四、微合金非调质钢 174
五、弹簧钢 176
六、滚动轴承钢 178
七、易切削钢 181
八、低淬透性钢 182
第三节 合金工具钢 183
一、刃具钢 183
二、模具钢 188
三、新型高性能模具钢简介 192
四、量具钢 192
第四节 特殊性能钢 195
一、不锈钢 195
二、耐热钢 200
三、其它特殊钢 202
思考与练习 204
第八章 非铁金属材料 206
第一节 铝及铝合金 206
一、纯铝 206
二、铝合金 207
第二节 铜及铜合金 217
一、纯铜 217
二、铜合金 218
第三节 钛及钛合金 223
一、纯钛 223
二、钛合金 225
第四节 铸造轴承合金 228
一、轴与轴瓦的配合 228
二、轴承合金的性能与组织 228
三、铸造轴承合金简介 229
思考与练习 231
第九章 高分子材料 232
第一节 高分子材料基本知识 232
一、主要术语及概念 232
二、高分子化合物的合成方法 234
三、高分子化合物的分类及名称 237
第二节 高分子材料的结构 237
一、大分子链的化学组成 238
二、大分子链的键接方式 238
三、大分子链的形态 238
四、大分子链的构象 239
五、大分子的聚集态结构 240
第三节 高分子材料的物理状态及性能 242
一、高聚物的三态 242
二、不同高聚物的三态变化 243
三、高聚物的基本性能 244
一、塑料 247
第四节 工程高分子材料 247
二、合成橡胶 252
三、合成纤维 254
思考与练习 255
第十章 陶瓷材料 256
第一节 陶瓷材料基本知识 256
一、陶瓷材料的含义 256
二、陶瓷材料的结合键 256
三、陶瓷材料的制取 257
第二节 陶瓷材料的组织与结构 257
一、晶体相 257
二、玻璃相 261
三、气相 261
第三节 陶瓷材料的性能及应用 261
一、力学性能 262
二、物理性能 263
一、氧化铝陶瓷 264
三、化学性能 264
第四节 工程陶瓷简介 264
二、氮化硅陶瓷 265
思考与练习 266
第十一章 复合材料 267
第一节 复合材料基本知识 267
一、复合材料的含义 267
二、复合材料的分类 268
三、复合材料中的增强材料 268
第二节 复合材料的特性及增强原理 270
一、性能特点 270
二、增强原理 272
三、复合材料的界面结合 272
第三节 复合材料应用简介 273
一、工程复合材料 273
二、应用概况 275
思考与练习 276
第十二章 机械设计与选材 277
第一节 机械设计与选材的关系 277
一、机械产品的设计过程 277
二、设计与制造工艺路线 278
第二节 机械产品的失效问题 278
一、机械产品失效的原因 278
二、机械构件失效的形式 279
一、选材的思路 280
第三节 选材的思路与程序 280
二、选材的程序 281
第四节 选材的典型实例分析 282
一、工程材料的使用概况 282
二、轴类零件的用材选择 283
三、齿轮类零件的用材选择 285
四、发动机主要构件的用材选择 286
五、壳体类零件的用材选择 287
七、建筑工程的用材选择 288
六、汽车及动力装置的用材选择 288
思考与练习 292
第十三章 材料表面改性技术 294
第一节 涂敷及堆焊技术 294
一、热喷涂技术 294
二、热喷焊技术 300
三、堆焊技术 301
第二节 镀覆与沉积技术 304
一、普通电镀 304
二、化学镀 305
三、复合镀及电刷镀 307
四、金属表面防护法简介 310
五、气相沉积 311
第三节 高能束强化技术 314
一、激光表面强化 314
二、电子束表面强化 317
三、离子束表面强化 318
思考与练习 319
第十四章 材料的显微组织鉴别 321
第一节 金相显微镜简介 321
一、金相显微镜的成像原理 322
二、金相显微镜的结构 322
第二节 显微组织分析试样的制备 323
一、显微分析试样的要求 323
二、显微分析试样的制备 324
第三节 铁碳合金平衡组织鉴别实验 324
一、实验目的 324
二、实验说明 324
三、实验内容 325
四、实验条件 325
五、实验报告 326
第四节 碳钢热处理后的基本组织鉴别实验 326
一、实验目的 326
二、实验说明 327
三、实验内容 328
四、实验条件 329
五、实验报告 329
第五节 钢中的显微组织缺陷鉴别实验 329
一、实验目的 329
二、实验说明 329
三、实验内容 332
四、实验条件 332
五、实验报告 333
附录 334
附录A 黑色金属的硬度及强度换算值 334
附录B 铁碳合金组织与热处理改性关联表 336
附录C 钢的热处理改性原理助记十句诀 339
附录D 常用高分子材料英文缩写代号 340
附录E 常用米制单位与SI单位的换算关系 341
参考文献 342