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绪论1

第1章 材料的性能4

1.1静态力学性能4

1.1.1强度、刚度和塑性4

1.1.2硬度6

1.2动态力学性能9

1.3其他性能11

思考与练习13

第2章 金属的结构与塑性变形15

2.1纯金属的晶体结构15

2.1.1晶体结构的基本概念15

2.1.2常见金属的晶格类型16

2.1.3单晶体的各向异性与多晶体的各向同性18

2.1.4实际金属的结构19

2.2合金的晶体结构23

2.2.1合金概述23

2.2.2固溶体24

2.2.3金属间化合物25

2.3金属的冷变形行为26

2.3.1单晶体金属的塑性变形26

2.3.2实际金属的塑性变形29

2.4冷变形金属对金属组织和性能的影响30

2.4.1塑性变形对金属组织结构的影响31

2.4.2塑性变形对金属性能的影响32

2.5冷变形金属在加热时组织和性能的变化33

2.5.1回复33

2.5.2再结晶34

2.5.3晶粒长大38

2.6金属的热变形加工38

思考与练习40

第3章 金属的结晶与二元合金相图41

3.1金属的结晶及其控制41

3.1.1结晶概述41

3.1.2金属的结晶过程42

3.1.3晶粒的大小及控制45

3.1.4铸锭的凝固组织46

3.1.5晶体的同素异构现象47

3.2二元合金相图的建立及其意义48

3.3二元合金相图的基本类型及杠杆定律50

3.3.1匀晶相图50

3.3.2共晶相图52

3.3.3包晶相图56

3.3.4其他相图57

3.3.5合金的性能与相图的关系60

思考与练习61

第4章 铁碳合金63

4.1铁碳合金相图及其分析和应用63

4.1.1铁碳合金中的基本相64

4.1.2 Fe-Fe3 C相图分析64

4.1.3典型合金结晶过程分析66

4.1.4碳对铁碳合金组织和性能的影响70

4.1.5 Fe-Fe3 C相图的应用和局限性71

4.2碳钢73

4.2.1钢中的元素73

4.2.2碳钢的牌号、性能和用途74

4.2.3铸钢81

思考与练习82

第5章 金属热处理83

5.1钢受热时的转变83

5.2钢在冷却时的转变86

5.2.1过冷奥氏体等温转变曲线87

5.2.2过冷奥氏体连续转变曲线96

5.3钢的退火与正火97

5.3.1退火和正火的目的97

5.3.2退火工艺及其应用98

5.3.3正火工艺及其应用100

5.4钢的淬火100

5.4.1淬火的目的100

5.4.2淬火的一般工艺101

5.4.3常用的淬火方法103

5.5钢的回火105

5.5.1回火目的105

5.5.2淬火钢回火时的组织转变和产物105

5.5.3淬火钢回火时的性能变化107

5.5.4回火的种类及应用107

5.5.5自身回火淬火法109

5.6钢的淬透性110

5.7钢的表面淬火113

5.7.1感应加热表面淬火114

5.7.2火焰加热表面淬火115

5.7.3激光加热表面淬火116

5.8钢的化学热处理117

5.8.1渗碳117

5.8.2渗氮120

5.8.3碳氮共渗121

5.8.4其他化学热处理方法122

5.9热处理注意事项122

思考与练习127

第6章 合金钢128

6.1合金钢中的元素128

6.1.1合金元素在钢中的存在形式和对基本相的影响129

6.1.2合金元素对铁碳合金相图的影响131

6.1.3合金元素对钢热处理组织转变的影响132

6.1.4合金元素对钢力学性能的影响135

6.1.5合金元素对钢工艺性能的影响138

6.2合金结构钢及其应用139

6.2.1合金渗碳钢139

6.2.2合金调质钢142

6.2.3合金弹簧钢144

6.2.4滚动轴承钢148

6.2.5其他常用合金结构钢152

6.3合金工具钢及其应用158

6.3.1低合金刃具钢158

6.3.2高速钢161

6.3.3合金冷作模具钢166

6.3.4合金热作模具钢170

6.3.5合金量具钢172

6.4特殊性能钢及其应用174

6.4.1不锈钢174

6.4.2耐热钢及耐热合金180

6.4.3耐磨钢187

思考与练习188

第7章 铸铁190

7.1铸铁的石墨化和分类190

7.1.1铸铁的石墨化190

7.1.2铸铁的分类191

7.2灰铸铁193

7.2.1影响灰铸铁组织和性能的因素195

7.2.2灰铸铁的热处理197

7.3球墨铸铁197

7.3.1球墨铸铁的化学成分和球化处理197

7.3.2球墨铸铁的牌号、组织和性能198

7.3.3球墨铸铁的热处理199

7.4其他铸铁201

7.4.1可锻铸铁201

7.4.2蠕墨铸铁203

7.4.3特殊性能铸铁204

思考与练习206

第8章 非铁金属及合金207

8.1铝及铝合金207

8.1.1纯铝及其应用207

8.1.2铝合金及其应用208

8.2铜及铜合金215

8.2.1工业纯铜及其应用215

8.2.2铜合金及其应用216

8.3滑动轴承合金221

8.3.1滑动轴承的工作条件及对性能、组织的要求221

8.3.2各类滑动轴承合金应用简介221

8.4钛及钛合金224

8.4.1纯钛及其应用224

8.4.2钛合金及其应用224

8.5粉末冶金材料及其应用226

8.5.1粉末冶金工艺226

8.5.2粉末冶金技术的应用227

8.5.3粉末冶金材料——硬质合金及其应用227

思考与练习228

第9章 非金属材料及其应用229

9.1高分子材料229

9.1.1高分子化合物的组成和分类229

9.1.2高分子材料的命名及分类230

9.1.3工程塑料232

9.1.4合成橡胶与合成纤维238

9.1.5合成胶黏剂和涂料240

9.2工业陶瓷242

9.2.1陶瓷材料的分类243

9.2.2常用工程陶瓷及其应用243

思考与练习245

第10章 现代新型材料及其应用246

10.1复合材料246

10.2其他新型材料251

10.2.1形状记忆合金251

10.2.2非晶态合金254

10.2.3纳米材料257

10.2.4阻尼合金261

10.2.5超导材料262

10.2.6梯度功能材料263

思考与练习266

第11章 机械零件的选材与失效分析267

11.1机械零件的失效分析267

11.2机械零件选材的基本原则及分析270

11.2.1选材的基本原则270

11.2.2机械零件强度与材料力学性能的关系273

11.3常用机械零件的选材及加工路线275

11.3.1轴类零件275

11.3.2齿轮类零件278

11.3.3弹簧类零件282

11.3.4箱体支承类零件283

11.3.5仪表壳体类零件284

11.3.6常用机械的主要零件的选材284

思考与练习288

附录A钢铁金属硬度与强度的换算表290

附录B淬火钢回火温度与硬度的关系293

附录C常用塑料、复合材料缩写代号294

附录D机械工程材料实验295

参考文献308