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第1篇 工程材料的基本理论1

第1章 工程材料的种类及其性能指标1

1.1 工程材料的种类1

1.2 工程材料的力学性能及指标3

1.2.1 静载荷下的材料力学性能3

1.2.2 动载荷下的力学性能8

1.2.3 高温下的力学性能10

1.3 工程材料的理化性能11

1.4 工程材料的工艺性能13

思考题与习题14

第2章 工程材料的结构15

2.1 固体材料中质点的结合形式15

2.1.1 金属晶体中质点间的结合15

2.1.2 离子晶体中质点间的结合15

2.1.3 共价晶体中质点间的结合16

2.1.4 分子晶体中质点间的结合16

2.2 金属的晶体结构17

2.2.1 空间点阵、晶格、晶胞17

2.2.2 实际金属的晶体结构21

2.2.3 合金的晶体结构23

2.3 高分子材料的结构25

2.3.1 高分子聚合物的结构、组成与形态25

2.3.2 高分子材料的结构31

2.4 陶瓷材料的结构33

2.4.1 陶瓷材料的键合类型33

2.4.2 陶瓷材料的组织33

思考题与习题35

第3章 工程材料的材料化过程36

3.1 工程材料的材料化36

3.1.1 金属材料的材料化过程36

3.1.2 高分子材料的材料化过程38

3.1.3 陶瓷材料的材料化过程38

3.2 金属材料的结晶和组织39

3.2.1 纯金属的结晶和组织39

3.2.2 二元合金的结晶和组织44

3.2.3 铁碳合金的结晶50

3.3 聚合物的合成及结构58

3.3.1 连锁聚合反应59

3.3.2 逐步聚合反应62

3.4 陶瓷材料的材料化过程63

3.4.1 原料的制备63

3.4.2 坯料的成型64

3.4.3 制品的烧成64

3.4.4 陶瓷烧成机理简介65

3.4.5 陶瓷烧成后的组织影响因素67

思考题与习题68

第4章 工程材料的改性69

4.1 金属材料的改性69

4.1.1 钢的热处理改性70

4.1.2 有色金属的热处理改性91

4.1.3 金属材料的合金化改性94

4.1.4 金属材料表面改性处理96

4.2 聚合物的改性97

4.2.1 化学改性97

4.2.2 物理改性98

4.2.3 纳米材料粒子改性98

4.3 陶瓷材料的改性99

4.3.1 陶瓷增韧99

4.3.2 表面残余应力与强化101

思考题与习题102

第2篇 工程材料104

第5章 金属材料104

5.1 碳钢104

5.1.1 碳钢的分类及编号104

5.1.2 碳钢中的常存元素105

5.1.3 普通碳素结构钢106

5.1.4 优质碳素结构钢107

5.1.5 碳素工具钢108

5.1.6 铸钢109

5.2 合金钢109

5.2.1 合金钢的分类及编号110

5.2.2 合金元素在钢中的作用111

5.2.3 合金结构钢113

5.2.4 合金工具钢122

5.2.5 特殊性能用钢128

5.3 铸铁134

5.3.1 铸铁的石墨化134

5.3.2 灰铸铁139

5.3.3 球墨铸铁140

5.3.4 可锻铸铁142

5.3.5 蠕墨铸铁144

5.3.6 特殊性能铸铁146

5.4 有色金属148

5.4.1 铝及其合金148

5.4.2 铜及其合金159

5.4.3 镁及其合金166

5.4.4 钛及其合金169

5.4.5 滑动轴承合金171

思考题与习题174

第6章 高分子材料176

6.1 工程塑料176

6.1.1 塑料的组成和分类176

6.1.2 工程塑料的分类和性能特征178

6.1.3 常见工程塑料181

6.2 合成橡胶188

6.2.1 橡胶的配方组成和分类189

6.2.2 常用合成橡胶的性能及应用189

6.3 合成纤维192

6.3.1 合成纤维的组成和分类192

6.3.2 常用合成纤维的性能及应用193

6.4 胶粘剂195

6.4.1 胶粘剂的组成和分类195

6.4.2 常用胶粘剂的性能及应用196

思考题与习题198

第7章 无机非金属材料199

7.1 陶瓷199

7.1.1 传统陶瓷199

7.1.2 先进陶瓷200

7.2 玻璃209

7.3 水泥210

7.3.1 水泥的分类与性能指标211

7.3.2 常用的水泥品种212

7.3.3 特种水泥213

7.4 耐火材料214

7.4.1 耐火材料概述214

7.4.2 常见耐火砖215

7.4.3 耐火纤维216

7.4.4 耐火混凝土216

思考题与习题217

第8章 复合材料218

8.1 复合材料的命名与分类218

8.2 复合材料的性能特点219

8.3 复合材料的增强机理220

8.3.1 纤维增强复合材料220

8.3.2 颗粒增强相复合材料220

8.4 常用复合材料及应用221

8.4.1 金属基复合材料221

8.4.2 聚合物基复合材料223

8.4.3 陶瓷基复合材料225

8.5 复合材料的最新发展226

思考题与习题226

第3篇 工程材料的热加工227

第9章 工程材料的热成形工艺227

9.1 铸造227

9.1.1 铸造工艺基础227

9.1.2 砂型铸造234

9.1.3 铸件的结构工艺性241

9.1.4 特种铸造243

9.2 压力加工248

9.2.1 金属塑性变形基础248

9.2.2 压力加工的方式253

9.2.3 自由锻造253

9.2.4 胎模锻256

9.2.5 模型锻造256

9.2.6 板料冲压261

9.2.7 其他压力加工方法简介265

9.3 焊接267

9.3.1 焊接概述268

9.3.2 常见焊接方法272

9.3.3 典型金属材料的焊接280

9.3.4 焊接工艺285

9.3.5 先进焊接技术与发展趋势290

思考题与习题293

第4篇 工程材料的选用295

第10章 工程材料的失效、选材及工程应用实例295

10.1 零件的失效分析295

10.1.1 失效的概念295

10.1.2 失效的类型296

10.1.3 失效原因与失效分析方法298

10.2 选材的原则和一般方法299

10.2.1 选材原则299

10.2.2 零件选材的一般方法302

10.3 零件的选材及加工工艺分析实例305

10.3.1 齿轮类零件选材与加工工艺分析305

10.3.2 轴类零件的选材与加工工艺分析309

10.3.3 弹簧类零件的选材与加工工艺分析314

10.3.4 箱体支承类零件的选材与加工工艺分析315

10.3.5 枪、炮管类零件的选材与加工工艺分析316

10.3.6 量具的选材与加工工艺分析319

思考题与习题320

参考文献321