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第一篇 材料学基础3

第一章 材料的力学性能3

第一节 静态力学性能3

一、弹性和刚度3

二、强度4

三、塑性4

四、硬度5

第二节 动态力学性能7

一、冲击韧性7

二、多冲抗力8

三、疲劳8

四、断裂韧性9

第二章 材料的结构与结晶11

第一节 晶体学基本概念11

一、晶格和晶胞11

二、晶面、晶向12

第二节 金属的晶体结构13

一、常见的纯金属晶格类型13

二、金属单晶体的各向异性15

三、金属的实际结构和晶体缺陷15

四、非晶态结构的特征18

第三节 金属的结晶19

一、金属结晶的过冷现象19

二、结晶的一般过程20

第四节 结晶晶粒大小的控制21

一、晶粒大小对金属性能的影响21

二、决定晶粒大小的因素22

三、控制晶粒度的方法22

第五节 铸锭的组织及缺陷23

一、金属铸锭的宏观组织23

二、铸锭结构的特性24

三、铸造缺陷24

第三章 合金相图26

第一节 合金的相结构26

一、固溶体27

二、金属化合物28

第二节 二元相图30

一、二元合金相图的建立31

二、匀晶相图32

三、共晶相图34

四、包晶相图38

五、其他类型相图39

第三节 合金性能与相图的关系40

一、合金使用性能与相图的关系40

二、合金的工艺性能与相图的关系41

第四章 塑性变形与再结晶43

第一节 金属的塑性变形44

一、单晶体金属的塑性变形44

二、多晶体的塑性变形49

第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响52

一、微观组织的变化52

二、残余内应力的产生54

三、性能的变化54

第三节 冷变形金属在加热时组织与性能的变化57

一、冷变形金属在加热时的变化过程57

二、再结晶后晶粒大小的控制60

第四节 金属在热加工中组织与性能的变化61

一、金属热加工的概念61

二、热加工的特点61

三、热加工对金属组织和性能的影响62

第五章 钢的热处理64

第一节 钢在加热时的转变64

一、转变温度64

二、奥氏体的形成65

三、奥氏体晶粒大小及影响因素66

第二节 奥氏体冷却时的转变68

一、过冷奥氏体等温转变图68

二、过冷奥氏体转变产物及其性能72

三、过冷奥氏体的连续冷却转变79

第三节 钢的退火和正火80

一、退火80

二、正火82

第四节 钢的淬火83

第五节 钢的回火86

一、回火的目的86

二、淬火钢在回火时的转变86

三、回火的分类和应用89

第六节 钢的淬透性90

一、工件截面的冷却速度和淬透层深度90

二、影响淬透性的因素91

三、淬透性的测定方法91

四、淬透性曲线的应用92

五、淬透性的实际意义94

第七节 钢的表面淬火95

一、感应加热表面淬火96

二、火焰加热表面淬火97

第八节 化学热处理98

一、概述98

二、渗碳98

三、氮化100

四、氮碳共渗（软氮化）101

五、碳氮共渗（氰化）102

六、其他化学热处理102

第九节 其他的热处理技术103

一、可控气氛热处理和真空热处理103

二、形变热处理105

三、表面处理技术106

第二篇 常用船舶材料111

第六章 碳钢和铸铁111

第一节 碳钢111

一、碳钢的成分111

二、碳钢的分类112

三、碳钢的牌号及用途113

四、碳素工具钢115

第二节 铸铁116

一、铸铁的成分及分类116

二、铸铁的石墨化117

三、常用铸铁118

第七章 合金钢124

第一节 概述124

一、合金钢的分类124

二、合金钢的编号125

第二节 合金元素在钢中的作用126

一、合金元素与铁、碳的相互作用126

二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响128

三、合金元素对钢的热处理的影响129

四、合金元素对钢的力学性能的影响132

五、合金元素对钢工艺性能的影响133

第三节 低合金高强度结构钢134

一、低合金高强度结构钢134

二、船体结构钢136

第四节 机器零件用钢141

一、合金渗碳钢141

二、合金调质钢143

三、合金弹簧钢146

四、滚动轴承钢148

第五节 合金工具钢150

一、合金刃具钢150

二、合金模具钢153

三、合金量具钢154

第六节 特殊性能钢155

一、不锈钢155

二、耐热钢161

第八章 有色金属及其合金166

第一节 铝及铝合金166

一、纯铝166

二、铝合金的分类及热处理166

三、形变铝合金168

四、铸造铝合金171

五、铝合金的选用174

六、铝合金在船舶上的应用174

第二节 铜及铜合金175

一、纯铜175

二、黄铜176

三、青铜178

四、白铜181

五、铜合金的选用182

六、船用铜和铜合金183

第三节 钛及钛合金184

一、概述184

二、钛合金的分类及热处理185

三、常用钛合金的牌号及应用186

四、钛合金在船舶上的应用187

第四节 轴承合金187

一、概述187

二、锡基及铅基轴承合金（巴氏合金）188

三、铜基轴承合金188

四、铝基轴承合金189

第九章 高分子材料191

第一节 概述191

一、高分子材料的基本概念191

二、高分子材料的合成192

三、高分子材料的分类和命名193

第二节 高聚物的基本性能和改性194

一、高聚物的基本性能194

二、聚合物的改性198

第三节 聚合物的失效与老化199

一、大分子的交联反应199

二、大分子的裂解反应199

三、聚合物的老化和防老化200

第四节 常用塑料200

一、塑料的组成200

二、塑料的分类201

三、常用塑料简介202

第五节 塑料在船舶上的应用208

一、船用泡沫材料209

二、船用工程塑料和通用塑料210

第六节 橡胶及其在船舶上的应用211

一、橡胶的特性211

二、橡胶的组成211

三、常用橡胶材料211

四、橡胶在船舶上的应用213

第十章 无机非金属材料214

第一节 陶瓷材料概述214

一、陶瓷的概念214

二、陶瓷的分类214

三、陶瓷的生产214

第二节 陶瓷的结构与性能215

一、陶瓷的组织结构特点215

二、陶瓷的相转变217

三、陶瓷的性能特点217

第三节 常用陶瓷材料218

一、普通陶瓷218

二、特种陶瓷219

三、陶瓷材料在船舶上的应用221

第四节 其他无机非金属材料221

一、水泥221

二、玻璃223

三、石棉制品及应用225

四、防火隔热材料226

第十一章 复合材料228

第一节 概述228

一、复合材料的概念228

二、复合材料的特点228

三、复合材料的分类229

第二节 常用复合材料230

一、纤维增强复合材料230

二、层叠复合材料231

三、细粒复合材料232

第三节 复合材料在船舶上的应用232

一、船用纤维增强塑料232

二、船用金属复合材料233

第三篇 材料的失效分析与选材239

第十二章 断口分类及研究断口的方法239

一、金属材料断口的分类方法239

二、断口的分析241

第十三章 材料的失效分析251

一、失效的概念和形式251

二、失效原因分析253

三、失效分析方法255

四、失效分析的基本试验技术257

第十四章 选材的基本原则260

一、选材的基本原则260

二、零件材料选择的步骤263

三、选材时应注意的几个问题264

第十五章 典型船舶结构的选材265

一、船体材料的选用265

二、轴类零件的选材276

三、齿轮类零件材料的选择279

四、弹簧类零件材料的选择283

主要参考文献287