绪论 1
0.1 材料及材料科学的发展 1
0.2 工程材料及其分类 2
0.3 材料科学在机械工程中的地位和作用 3
0.4 工程材料课程的基本任务和学习的内容、目的与方法 4
第1章 材料力学性能 5
1.1 材料的静载力学性能 5
1.1.1 材料承受静拉伸时的力学性能指标 5
1.1.2 硬度 8
1.2 材料的动载力学性能 11
1.2.1 冲击韧性 11
1.2.2 疲劳强度 12
1.3 断裂韧度 13
1.4 高、低温力学性能 13
1.4.1 高温力学性能 13
1.4.2 低温力学性能 14
1.5 磨损性能 14
习题 15
第2章 材料的结构 16
2.1 材料中的原子键合方式 16
2.1.1 金属键 16
2.1.2 离子键 16
2.1.3 共价键 17
2.1.4 分子键 17
2.2 金属晶体结构 17
2.2.1 有关晶体结构的基本概念 17
2.2.2 典型的金属晶体结构 18
2.2.3 实际金属的结构 19
2.3 合金相结构 22
2.3.1 固溶体 22
2.3.2 金属化合物 23
2.4 高分子化合物的结构 24
2.4.1 大分子链结构 24
2.4.2 高分子化合物的聚集态结构 25
2.5 陶瓷材料的组织结构 26
习题 26
第3章 材料相变基础知识 28
3.1 纯金属的结晶 28
3.1.1 结晶的概念及条件 28
3.1.2 结晶过程 29
3.1.3 结晶晶粒大小及控制 30
3.1.4 晶体的同素异构 31
3.2 二元合金相图 31
3.2.1 合金相图的建立 32
3.2.2 二元合金相图的基本类型 32
3.2.3 相图与合金性能的关系 38
3.3 铁碳合金相图 39
3.3.1 铁碳合金中的基本相 39
3.3.2 铁碳合金相图分析 40
3.3.3 铁碳合金成分、组织与性能的关系 46
3.3.4 铁碳相图的应用简介 48
3.4 钢的固态相变 49
3.4.1 钢在加热时的转变 49
3.4.2 钢在冷却时的转变 52
习题 61
第4章 材料的改性 62
4.1 钢的热处理 62
4.1.1 钢的整体热处理工艺 63
4.1.2 钢的表面淬火和化学热处理 72
4.1.3 先进热处理技术 78
4.2 金属材料的固溶处理和时效强化 82
4.3 金属的形变改性 83
4.3.1 塑性变形机理 83
4.3.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 86
4.3.3 塑性变形金属在加热时组织与性能的变化 88
4.3.4 金属的热塑性变形 91
4.4 钢的合金化改性 92
4.4.1 钢中常存杂质元素对钢性能的影响 93
4.4.2 合金元素在钢中的主要作用 93
4.5 高分子材料的改性 96
4.5.1 物理改性 96
4.5.2 化学改性 97
4.6 材料表面改性技术 98
4.6.1 高能束表面技术 98
4.6.2 气相沉积技术 98
4.6.3 电镀、电刷镀和化学镀 98
4.6.4 热喷涂技术 98
4.6.5 化学转化膜技术 99
4.6.6 表面形变强化 99
习题 99
第5章 金属材料 101
5.1 工业用钢 101
5.1.1 钢的分类与牌号 101
5.1.2 结构钢 102
5.1.3 工具钢 116
5.1.4 特殊性能钢 126
5.2 铸铁 131
5.2.1 铸铁的石墨化 131
5.2.2 铸铁的分类与牌号 132
5.2.3 灰铸铁 134
5.2.4 球墨铸铁 136
5.2.5 蠕墨铸铁 139
5.2.6 可锻铸铁 140
5.2.7 合金铸铁 141
5.3 非铁金属材料 142
5.3.1 铝及铝合金 142
5.3.2 铜及铜合金 146
5.3.3 钛及钛合金 149
5.3.4 轴承合金 151
5.4 粉末冶金材料 152
5.4.1 粉末冶金机器零件材料 152
5.4.2 粉末冶金工具材料 153
5.5 金属功能材料 154
5.5.1 形状记忆合金 154
5.5.2 磁性材料 155
5.5.3 超导材料 155
5.5.4 储氢材料 155
5.4.5 智能材料 155
5.5.6 功能梯度材料 156
5.5.7 纳米材料 156
5.5.8 非晶态金属 156
习题 156
第6章 非金属材料和复合材料 158
6.1 高分子材料 158
6.1.1 高分子材料的基本概念 158
6.1.2 工程塑料 160
6.1.3 橡胶 163
6.2 陶瓷材料 165
6.2.1 陶瓷材料的性能 165
6.2.2 常用陶瓷材料 166
6.3 复合材料 169
6.3.1 复合材料的性能 169
6.3.2 常用复合材料 170
习题 174
第7章 材料的选用 175
7.1 选材的基本原则、过程和方法 175
7.1.1 选材的基本原则 175
7.1.2 选材的基本过程 179
7.1.3 材料选用的方法 181
7.2 典型机械零件的选材 185
7.2.1 轴类零件的选材 185
7.2.2 齿轮类零件的选材 189
7.2.3 箱体支承类零件的选材 193
习题 194
参考文献 195