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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