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绪论 1

能力知识点1 工程材料的应用与发展 1

能力知识点2 本课程的任务和主要内容 2

第一单元 工程材料的性能 3

模块一 静载时材料的力学性能 4

能力知识点1 强度、刚度与塑性 4

能力知识点2 硬度 10

模块二 动载时材料的力学性能 15

能力知识点1 冲击韧度 15

能力知识点2 疲劳强度 17

能力知识点3 断裂韧性 18

模块三 工程材料的物理、化学及工艺性能 19

能力知识点1 物理性能 19

能力知识点2 化学性能 19

能力知识点3 工艺性能 20

模块四 应用实例 21

实例1 螺栓的强度和塑性 21

实例2 数显硬度计 22

习题 23

第二单元 工程材料的组织结构 24

模块一 金属的晶体结构与结晶 24

能力知识点1 纯金属的晶体结构 24

能力知识点2 实际金属的晶体结构 26

能力知识点3 纯金属的结晶 29

能力知识点4 铸锭的组织结构 32

能力知识点5 晶粒大小及其控制 32

能力知识点6 金属的同素异构转变 33

模块二 金属的塑性变形与再结晶 34

能力知识点1 金属的塑性变形 35

能力知识点2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 36

能力知识点3 冷塑性变形后加热时的恢复与再结晶 37

能力知识点4 金属的热塑性变形 39

模块三 合金的晶体结构 40

能力知识点1 合金的基本概念 40

能力知识点2 合金的相结构 41

模块四二 元合金相图 43

能力知识点1 二元合金相图的建立 43

能力知识点2 匀晶相图 45

能力知识点3 共晶相图 46

能力知识点4 共析相图 48

能力知识点5 包晶相图 49

模块五 铁碳合金相图 49

能力知识点1 铁碳合金的组织 49

能力知识点2 Fe-Fe3C相图分析 52

模块六 Fe-Fe3C相图应用 60

能力知识点1 Fe-Fe3C相图作为选择钢铁材料的依据 60

能力知识点2 Fe-Fe3C相图作为制定热加工工艺的依据 61

习题 62

第三单元 钢的热处理 64

模块一 热处理概述 64

能力知识点1 热处理的概念、作用及特点 64

能力知识点2 热处理的分类、设备及操作要求 65

模块二 钢的热处理原理 66

能力知识点1 钢在加热时的转变（奥氏体化） 66

能力知识点2 钢在冷却时的转变 69

模块三 钢的普通热处理 75

能力知识点1 钢的退火和正火 76

能力知识点2 钢的淬火 79

能力知识点3 钢的淬透性 82

能力知识点4 钢的淬火缺陷及预防 84

能力知识点5 淬火钢的回火 85

能力知识点6 钢的冷处理和时效处理 88

模块四 钢的表面热处理 89

能力知识点1 钢的表面淬火 89

能力知识点2 化学热处理 92

能力知识点3 表面气相沉积 95

模块五 其他热处理工艺 97

能力知识点1 真空热处理 97

能力知识点2 可控气氛热处理 97

能力知识点3 形变热处理 97

能力知识点4 强韧化处理 98

能力知识点5 循环热处理 98

能力知识点6 流动化热处理 99

模块六 热处理方案选择、安排与结构工艺性 100

能力知识点1 热处理方案的选择 100

能力知识点2 热处理工艺位置安排 101

能力知识点3 热处理零件的结构工艺性要求 102

模块七 应用实例 103

能力知识点1 热处理技术要求分析 103

能力知识点2 热处理工艺分析 104

习题 104

第四单元 工业用钢与铸铁 106

模块一 碳素钢 106

能力知识点1 碳素钢概述 106

能力知识点2 普通碳素结构钢 110

能力知识点3 优质碳素结构钢 111

能力知识点4 碳素工具钢 114

能力知识点5 铸造碳钢 116

模块二 低合金结构钢 118

能力知识点1 低合金高强度结构钢 118

能力知识点2 低合金耐候钢 119

模块三 合金钢 120

能力知识点1 合金钢的分类与牌号 120

能力知识点2 合金元素在钢中的作用 122

能力知识点3 机械结构用合金钢 125

能力知识点4 合金工具钢 133

能力知识点5 特殊性能合金钢 142

能力知识点6 硬质合金 149

模块四铸铁 151

能力知识点1 铸铁的分类与石墨化 151

能力知识点2 铸铁的组织与性能 153

能力知识点3 常用铸铁材料 154

习题 166

第五单元 非铁金属与粉末冶金材料 169

模块一 铝及铝合金 169

能力知识点1 工业纯铝 169

能力知识点2 铝合金的分类及强化 170

能力知识点3 变形铝合金 171

能力知识点4 铸造铝合金 173

能力知识点5 新型铝合金 176

模块二 铜及铜合金 176

能力知识点1 工业纯铜 176

能力知识点2 铜合金 177

模块三 其他非铁金属、合金介绍 182

能力知识点1 钛及钛合金 182

能力知识点2 镁及镁合金 184

能力知识点3 锆及锆合金 184

能力知识点4 锌及锌合金 184

能力知识点5 铅及铅合金 185

能力知识点6 锡及锡合金 185

能力知识点7 铬及铬合金 186

能力知识点8 镍及镍合金 187

能力知识点9 锰及锰合金 187

模块四 滑动轴承合金与粉末冶金 188

能力知识点1 滑动轴承合金 188

能力知识点2 粉末冶金 190

习题 191

第六单元 非金属材料与新型材料 193

模块一 高分子材料 193

能力知识点1 高分子材料的特征 193

能力知识点2 塑料 195

能力知识点3 橡胶 197

能力知识点4 纤维 200

能力知识点5 胶黏剂 201

能力知识点6 涂料 201

模块二 陶瓷材料 202

模块三 复合材料 205

能力知识点1 复合材料的概念 205

能力知识点2 复合材料的组成及分类 206

能力知识点3 复合材料的性能特点 207

能力知识点4 常用复合材料 208

模块四 新型材料 209

能力知识点1 形状记忆合金的概念与分类 209

能力知识点2 纳米材料 211

能力知识点3 超导材料 213

能力知识点4 高温材料 214

能力知识点5 储氢材料 214

模块五 应用实例 215

能力知识点1 汽车用非金属材料 215

能力知识点2 化工设备用工程塑料 216

能力知识点3 阀门用陶瓷材料 217

能力知识点4 航空航天用复合材料 217

能力知识点5 机械电气工业领域用复合材料 217

习题 218

第七单元 工程材料的合理选用与质量检验 219

模块一 机械零件的失效 219

能力知识点1 失效的概念及形式 219

能力知识点2 零件失效的原因 220

模块二 选材的基本原则 221

能力知识点1 使用性能的考虑 221

能力知识点2 工艺性能的考虑 222

能力知识点3 经济性的考虑 222

模块三 典型零件选材实例 223

能力知识点1 轴类零件的选材 223

能力知识点2 齿轮零件的选材 226

能力知识点3 箱体零件的选材 231

能力知识点4 弹簧零件的选材 232

能力知识点5 切削刃具的选材 233

模块四 金属材料的质量检验 235

能力知识点1 成分检验方法 235

能力知识点2 组织分析 236

能力知识点3 无损探伤方法 237

习题 238

第八单元 零件毛坯成形基础 240

模块一 铸造成形基础 240

能力知识点1 铸造概述 240

能力知识点2 砂型铸造 241

能力知识点3 特种铸造 245

模块二 锻压成形基础 247

能力知识点1 锻压概述 247

能力知识点2 自由锻 248

能力知识点3 模锻 251

能力知识点4 板料冲压 253

能力知识点5 锻压新技术 255

模块三 焊接成形基础 256

能力知识点1 焊接概述 256

能力知识点2 手工电弧焊 256

能力知识点3 埋弧焊 259

能力知识点4 气体保护焊 260

能力知识点5 电阻焊 261

能力知识点6 钎焊 264

习题 265

附录 266

附录1 新旧标准性能名称、符号对照 266

附录2 压痕直径与布氏硬度对照表 267

附录3 黑色金属硬度与强度换算表 270

附录4 合金元素规定含量界限值 271

附录5 常用热处理工艺代号及技术条件的表示方法 272

参考文献 273