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绪论 1

0.1 工程材料与热处理的发展概要 1

0.2 工程材料的分类 2

0.3 课程的任务、目的与要求 3

第1章 材料的性能 4

1.1 材料的力学性能 4

1.1.1 强度 4

1.1.2 塑性 6

1.1.3 硬度 7

1.1.4 韧性 8

1.1.5 疲劳强度 10

1.2 材料的物理和化学性能 10

1.2.1 材料的物理性能 10

1.2.2 材料的化学性能 11

1.3 材料的工艺性能 12

习题与思考题 13

第2章 金属材料的基础知识 14

2.1 金属与合金的晶体结构 14

2.1.1 金属的理想晶体结构 14

2.1.2 金属的实际晶体结构 15

2.1.3 合金的晶体结构 17

2.2 纯金属的结晶 18

2.2.1 纯金属的冷却曲线与过冷现象 18

2.2.2 纯金属的结晶过程 19

2.2.3 晶粒大小对金属力学性能的影响 20

2.2.4 同素异构转变 21

2.3 合金的结晶 22

2.3.1 二元合金相图的建立 22

2.3.2 二元合金相图的基本类型 23

2.3.3 合金相图与性能的关系 25

2.4 铁碳合金相图 27

2.4.1 铁碳合金的基本组织与性能 27

2.4.2 铁碳合金相图 29

2.5 金属的塑性变形与再结晶 35

2.5.1 金属塑性变形简介 36

2.5.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 37

2.5.3 金属的回复与再结晶 39

2.5.4 金属的热加工 40

习题与思考题 41

第3章 钢的热处理 42

3.1 钢在加热时的转变 43

3.1.1 钢组织转变的临界温度 43

3.1.2 奥氏体化的形成 43

3.1.3 奥氏体晶粒长大及其控制 44

3.2 钢在冷却时的转变 45

3.2.1 过冷奥氏体的等温转变 46

3.2.2 过冷奥氏体的连续冷却转变 51

3.3 钢的普通热处理 54

3.3.1 钢的退火与正火 54

3.3.2 钢的淬火 56

3.3.3 钢的回火 61

3.4 钢的表面热处理 62

3.4.1 钢的表面淬火 62

3.4.2 钢的化学热处理 65

3.5 热处理的工程应用 69

3.5.1 热处理工序位置安排 69

3.5.2 典型零件热处理工艺应用 70

习题与思考题 72

第4章 工业用钢及铸铁 74

4.1 碳钢 74

4.1.1 碳钢的成分和分类 74

4.1.2 碳钢的牌号及用途 75

4.2 合金钢 78

4.2.1 概述 78

4.2.2 合金结构钢 82

4.2.3 合金工具钢 92

4.2.4 特殊性能钢 101

4.3 铸铁 108

4.3.1 铸铁的分类 109

4.3.2 铸铁的石墨化 109

4.3.3 常用铸铁 110

习题与思考题 116

第5章 有色金属材料 118

5.1 铝及铝合金 118

5.1.1 纯铝 119

5.1.2 铝合金 119

5.2 铜及铜合金 123

5.2.1 纯铜 124

5.2.2 铜合金 124

5.3 钛及钛合金 127

5.3.1 纯钛 127

5.3.2 钛合金 128

5.4 镁及镁合金 130

5.4.1 纯镁 130

5.4.2 镁合金 130

5.5 滑动轴承合金 132

5.5.1 性能要求与组织特征 132

5.5.2 常用轴承合金 132

5.6 硬质合金 134

5.6.1 硬质合金的性能特点 134

5.6.2 常用硬质合金 134

习题与思考题 135

第6章 非金属材料 136

6.1 高分子材料 136

6.1.1 工程塑料 136

6.1.2 橡胶 139

6.1.3 涂料 140

6.2 陶瓷材料 141

6.2.1 陶瓷的分类 141

6.2.2 陶瓷的结构性能特点 142

6.2.3 常用工程陶瓷 143

6.3 常用复合材料 146

6.3.1 复合材料的性能特点 146

6.3.2 复合材料的分类 147

6.3.3 常用复合材料 147

习题与思考题 150

第7章 新型材料 151

7.1 纳米材料 151

7.1.1 纳米材料的性质 151

7.1.2 纳米材料的分类 152

7.1.3 纳米材料的应用 153

7.2 非晶态合金 154

7.2.1 非晶态合金的结构特点 154

7.2.2 非晶态合金的性能及应用 154

7.3 形状记忆合金 156

7.3.1 形状记忆效应原理 156

7.3.2 形状记忆合金的应用 157

7.4 超导材料 158

7.4.1 超导材料的性能特点 158

7.4.2 超导材料的应用 159

7.5 储氢材料 160

7.5.1 储氢技术原理 160

7.5.2 储氢合金的应用 160

7.6 其他新型材料 161

7.6.1 超塑性合金 161

7.6.2 高温材料 162

7.6.3 电接触材料 163

7.6.4 永磁材料 163

7.6.5 吸波材料 163

7.6.6 测温材料 164

7.6.7 仿生材料 164

习题与思考题 165

第8章 工程材料的选用 166

8.1 机械零件的失效与分析 166

8.1.1 机械零件的失效形式 166

8.1.2 机械零件失效的原因和分析方法 168

8.2 选材的基本原则和方法 169

8.2.1 材料选择的一般原则 169

8.2.2 材料选择的方法和步骤 170

8.3 典型零件及工具的选材 170

8.3.1 轴类零件 170

8.3.2 齿轮类零件 172

8.3.3 弹簧 173

8.3.4 箱体 173

8.3.5 刃具 174

8.3.6 模具 176

习题与思考题 178

参考文献 179