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第1章 工程材料的性能及表征1

1.1材料及构件的常见失效形式1

1.2材料的力学性能2

1.2.1拉伸试验2

1.2.2硬度试验4

1.2.3冲击试验5

1.2.4疲劳试验6

1.2.5蠕变与松弛7

1.3材料的腐蚀与氧化7

1.3.1材料的腐蚀及耐腐蚀性7

1.3.2材料的氧化及抗氧化性8

1.4材料的物理性能8

1.4.1密度8

1.4.2熔点8

1.4.3热膨胀性8

1.4.4导热性9

1.4.5导电性9

1.4.6磁性9

1.5材料的工艺性能9

1.5.1金属材料的工艺性能10

1.5.2高分子材料的工艺性能10

1.5.3陶瓷材料的工艺性能11

思考题11

第2章 材料的原子组合13

2.1晶体的基本特征13

2.1.1晶体结构13

2.1.2晶体中的缺陷14

2.2常见金属材料的结构16

2.2.1纯金属的晶体结构16

2.2.2合金的晶体结构18

2.3常见陶瓷材料的结构20

2.3.1硅酸盐的晶体结构21

2.3.2氧化物的晶体结构21

2.3.3玻璃相22

2.4常见高分子材料的结构22

2.4.1高分子化合物的组成22

2.4.2大分子链的结构23

2.4.3高分子化合物的聚集态结构24

2.5材料结构的表征24

2.5.1金属材料结构的表征24

2.5.2陶瓷材料结构的表征26

2.5.3高分子材料结构的表征26

思考题28

第3章 材料的平衡凝固与相变29

3.1材料的凝固（结晶）29

3.1.1结晶的热力学条件29

3.1.2原子迁移30

3.1.3结晶的基本过程32

3.1.4同素异构转变34

3.2合金的凝固及二元平衡相图34

3.2.1二元相图的建立34

3.2.2二元匀晶相图35

3.2.3二元共晶相图37

3.2.4二元包晶相图41

3.2.5二元复合相图42

3.2.6二元相图的分析步骤42

3.3铁碳合金平衡相图及应用43

3.3.1铁碳合金的组元和相44

3.3.2 Fe-Fe3 C合金平衡相图的分析44

3.3.3典型铁碳合金的平衡结晶过程46

3.4金属及合金结晶后的组织50

3.4.1均匀形核时的晶粒长大51

3.4.2实际铸锭的宏观组织及其缺陷51

思考题53

第4章 材料相变的动力学特征及非平衡相变54

4.1材料相变的动力学特征54

4.1.1相变宏观过程54

4.1.2相变微观过程55

4.2单相固溶体合金结晶时的成分偏析55

4.3钢的非平衡相变56

4.3.1珠光体相变57

4.3.2伪共析相变57

4.3.3贝氏体相变58

4.3.4马氏体相变59

4.3.5冷却转变动力学描述60

4.4过饱和固溶与析出64

4.5合金非晶转变65

4.5.1非晶合金的制备66

4.5.2非晶合金的性能67

4.6金属焊缝的组织与力学性能特点67

思考题69

第5章 材料固态变形过程微观组织转变70

5.1纯金属的塑性变形70

5.1.1单晶体的塑性变形70

5.1.2多晶体的塑性变形72

5.1.3形变强化和细晶强化73

5.2合金的塑性变形74

5.2.1单相固溶体合金的塑性变形和固溶强化74

5.2.2多相混合物合金的塑性变形和第二相强化74

5.3冷加工对金属及合金组织的影响74

5.4回复与再结晶75

5.4.1冷变形金属在加热过程中的组织与性能变化75

5.4.2回复和再结晶温度76

5.4.3再结晶后晶粒度77

5.4.4金属热加工与动态回复和再结晶78

思考题80

第6章 材料表面技术82

6.1喷丸处理82

6.2表面淬火82

6.2.1表面淬火用材及预备热处理82

6.2.2表面淬火方式83

6.2.3表面淬火后的回火及组织84

6.3热喷涂84

6.3.1热喷涂方法85

6.3.2热喷涂工艺86

6.3.3热喷涂涂层的结构86

6.3.4热喷涂的特点及应用86

6.4表面氧化87

6.4.1钢铁的化学氧化87

6.4.2有色金属的阳极氧化87

6.5表面渗镀88

6.5.1钢的渗碳88

6.5.2钢的渗氮90

6.5.3钢的热浸镀91

6.5.4等离子体渗92

6.6离子注入92

思考题93

第7章 工程用钢94

7.1钢的分类94

7.2钢中合金元素的作用96

7.2.1淬透性96

7.2.2固溶强化96

7.2.3弥散强化97

7.2.4耐腐蚀性97

7.2.5奥氏体或铁素体稳定化97

7.3典型工程用钢98

7.3.1以力学性能为主的钢98

7.3.2以化学性能为主的钢110

7.3.3以物理性能为主的钢114

7.3.4以工艺性能为主的钢116

思考题120

第8章 铸铁121

8.1铸铁的石墨化121

8.1.1 Fe-Fe3 C和Fe-G双重相图121

8.1.2铸铁的石墨化过程122

8.1.3铸铁石墨化的影响因素122

8.2铸铁的特点及分类123

8.2.1铸铁的特点123

8.2.2铸铁的分类124

8.3常用铸铁124

8.3.1灰铸铁124

8.3.2可锻铸铁126

8.3.3球墨铸铁127

8.3.4蠕墨铸铁128

8.4特殊性能铸铁129

8.4.1耐磨铸铁129

8.4.2耐热铸铁131

8.4.3耐腐蚀铸铁132

思考题134

第9章 有色金属及合金136

9.1铝及铝合金137

9.1.1铝及铝合金的特点137

9.1.2铝合金的分类及热处理137

9.1.3常用铝合金139

9.2铜及铜合金141

9.2.1铜及铜合金的特点141

9.2.2黄铜141

9.2.3白铜143

9.2.4青铜143

9.3钛及钛合金144

9.3.1钛及钛合金的特点144

9.3.2钛合金的分类144

9.4镁及镁合金146

9.4.1镁及镁合金的特点146

9.4.2镁合金的分类146

9.5镍及镍合金147

9.6难熔金属及合金148

思考题149

第10章 陶瓷材料150

10.1陶瓷材料概况150

10.2陶瓷材料的结构151

10.3陶瓷材料的成型152

10.3.1坯料制备152

10.3.2成型152

10.3.3烧结152

10.4常用工业陶瓷153

10.4.1普通陶瓷153

10.4.2特种陶瓷153

思考题156

第11章 高分子材料157

11.1高分子材料概况157

11.1.1高分子材料的分类158

11.1.2高分子材料的命名159

11.2高分子材料的性能160

11.3高分子材料的成型161

11.3.1高分子材料的聚合161

11.3.2高分子材料的成型162

11.4常用高分子工程材料163

11.4.1工程塑料163

11.4.2合成橡胶166

11.4.3合成纤维168

思考题169

第12章 复合材料170

12.1复合材料概述170

12.2复合材料的分类172

12.2.1按基体材料分类172

12.2.2按增强纤维种类分类172

12.2.3按增强体形态分类173

12.2.4按用途分类173

12.3复合材料的成型工艺174

12.4典型工程复合材料175

12.4.1纤维增强聚合物基复合材料175

12.4.2纤维增强金属基复合材料176

12.4.3纤维增强陶瓷基复合材料177

思考题178

附录179

附录1 化学元素中英文名称、常见结构及基本物理化学参数179

附录2 部分国内外钢号对照184

参考文献185