第0章 绪论 1
第1章 工程材料性能与测试分析 5
1.1 静载时材料的力学性能 6
1.1.1 强度 6
1.1.2 塑性 8
1.1.3 硬度 8
1.2 其他载荷作用下的力学性能 9
1.2.1 冲击韧性 9
1.2.2 断裂韧性 10
1.2.3 疲劳强度 10
1.2.4 磨损 10
1.2.5 材料的高温和低温性能 10
1.3 工程材料的物理、化学及工艺性能 11
1.3.1 材料的物理性能 11
1.3.2 材料的化学性能 12
1.3.3 材料的工艺性能 13
1.4 材料的测试分析技术 13
1.4.1 材料表面形貌分析技术 14
1.4.2 材料表面成分分析技术 15
1.4.3 材料表面结构分析技术 16
1.5 本章小结 17
1.6 主要名词的中英文对照 18
1.7 复习思考题 18
1.8 本章参考文献 19
第2章 材料的组织结构与相图 21
2.1 金属的晶体结构与结晶 22
2.1.1 金属的晶体结构 22
2.1.2 实际金属的晶体结构 23
2.1.3 金属材料的结构特点 25
2.1.4 金属的结晶 27
2.2 非金属材料的结构 28
2.2.1 陶瓷材料的结构特点 28
2.2.2 高分子材料的结构特点 29
2.3 合金相图 31
2.3.1 二元合金相图的建立 32
2.3.2 铁碳合金相图 42
2.4 本章小结 50
2.5 主要名词的中英文对照 51
2.6 复习思考题 51
2.7 本章参考文献 54
第3章 金属热处理 55
3.1 金属热处理概述 56
3.1.1 钢在加热时的组织转变 57
3.1.2 钢在冷却时的组织转变 58
3.2 钢的整体热处理工艺 61
3.2.1 退火 61
3.2.2 正火 62
3.2.3 淬火 62
3.2.4 回火 64
3.3 钢的淬透性和淬硬性 64
3.3.1 钢的淬透性 64
3.3.2 钢的淬硬性 65
3.4 钢的表面热处理 65
3.4.1 钢的表面淬火 65
3.4.2 钢的化学热处理 66
3.5 热处理新工艺简介 68
3.5.1 真空热处理 68
3.5.2 可控气氛热处理 69
3.5.3 形变热处理 70
3.5.4 超细化热处理 71
3.5.5 高能束表面改性热处理 71
3.6 热处理工件的结构工艺性 73
3.6.1 结构工艺性的概念 73
3.6.2 热处理工艺对零件结构的要求 73
3.6.3 与结构工艺性有关的其他要求 74
3.7 本章小结 75
3.8 主要名词的中英文对照 76
3.9 复习思考题 77
3.10 本章参考文献 79
第4章 金属材料及应用 81
4.1 碳钢及合金钢 82
4.1.1 碳钢 82
4.1.2 合金钢 84
4.1.3 不锈钢 93
4.1.4 耐热钢与耐热合金 96
4.2 铸铁 98
4.2.1 铸铁的成分和性能 98
4.2.2 铸铁的石墨化及铸铁分类 98
4.3 有色金属及其合金 105
4.3.1 铝及铝合金 105
4.3.2 铜及铜合金 107
4.3.3 钛及钛合金 110
4.3.4 镁及镁合金 111
4.4 本章小结 113
4.5 主要名词的中英文对照 115
4.6 复习思考题 115
4.7 本章参考文献 118
第5章 非金属材料及应用 119
5.1 高分子材料 120
5.1.1 高分子材料特征 120
5.1.2 工程塑料 120
5.1.3 橡胶 121
5.1.4 纤维 122
5.1.5 涂料 122
5.1.6 胶黏剂 123
5.1.7 功能高分子材料简介 123
5.2 无机非金属材料 124
5.2.1 陶瓷材料的性能及分类 124
5.2.2 玻璃 126
5.2.3 水泥 127
5.3 复合材料 128
5.3.1 复合材料的性能特点 129
5.3.2 树脂基复合材料 130
5.3.3 金属基复合材料 131
5.3.4 其他类型的复合材料 133
5.4 非金属材料的成形技术简介 133
5.4.1 高分子材料的合成和成形方法 133
5.4.2 陶瓷材料制备和成形方法 136
5.4.3 复合材料制备和成形方法 137
5.5 本章小结 144
5.6 主要名词的中英文对照 145
5.7 复习思考题 145
5.8 本章参考文献 146
第6章 新型材料及应用 147
6.1 功能材料 148
6.1.1 电功能材料 148
6.1.2 磁功能材料 151
6.1.3 智能材料 153
6.1.4 光功能材料 154
6.1.5 形状记忆材料 155
6.1.6 其他功能材料 157
6.2 生物材料 157
6.2.1 生物陶瓷材料 157
6.2.2 生物高分子材料 158
6.2.3 生物金属材料 160
6.3 纳米材料 160
6.3.1 纳米材料的基本概念 160
6.3.2 纳米材料的特性 162
6.3.3 纳米材料的制备 164
6.3.4 纳米材料应用 164
6.4 本章小结 167
6.5 主要名词的中英文对照 167
6.6 复习思考题 167
6.7 本章参考文献 168
第7章 工程材料的合理选用 169
7.1 机械零件失效分析与选材方法 170
7.1.1 材料的失效形式与分析 170
7.1.2 材料选用的原则 172
7.2 典型零件的选材方法 174
7.2.1 轴类零件的选材 174
7.2.2 齿轮类零件的选材 175
7.2.3 弹簧类零件的选材 176
7.2.4 箱体支承类零件的选材 177
7.2.5 切削刀具的选材 178
7.2.6 模具零件的选材 179
7.2.7 汽车零件的选材 183
7.2.8 压力容器的选材 185
7.2.9 汽轮机叶片的选材 189
7.3 航空航天领域关键零件选材简介 190
7.3.1 航空航天材料的要求 190
7.3.2 航空航天材料的种类 192
7.3.3 航空航天材料的展望 196
7.4 本章小结 197
7.5 主要名词的中英文对照 197
7.6 复习思考题 197
7.7 本章参考文献 198
第8章 实验 201
8.1 金相试样的制备和硬度实验 202
8.1.1 实验目的 202
8.1.2 金相试样的制备 202
8.1.3 硬度实验 204
8.1.4 实验设备及材料 209
8.1.5 实验报告要求 209
8.2 铁碳合金平衡组织观察 210
8.2.1 实验目的 210
8.2.2 实验概述 210
8.2.3 实验设备及材料 212
8.2.4 实验报告要求 212
8.3 碳钢的热处理及显微组织观察 212
8.3.1 实验目的 212
8.3.2 实验概述 213
8.3.3 实验设备及材料 215
8.3.4 实验内容及步骤 216
8.3.5 实验报告要求 216
8.4 合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察 216
8.4.1 实验目的 216
8.4.2 实验概述 216
8.4.3 实验设备及材料 218
8.4.4 实验报告要求 218
8.5 综合实验 218
8.5.1 实验目的 218
8.5.2 实验概述 218
8.5.3 实验设备及材料 219
8.5.4 实验方法 219
8.5.5 实验内容及步骤 219
8.5.6 实验报告要求 219
8.6 本章参考文献 220
附录A 金属材料常用浸蚀剂 221
附录B 压痕直径与布氏硬度对照表 222
附录C 洛氏硬度与其他硬度及强度换算表 225
索引 226