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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