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绪论1

第1章 工程材料的力学性能3

1.1材料的强度与塑性3

1.1.1静载时的强度4

1.1.2动载时的强度——疲劳强度5

1.1.3高温强度——蠕变极限和持久强度6

1.1.4塑性6

1.2材料的硬度7

1.2.1布氏硬度（Brinell hardness）7

1.2.2洛氏硬度（Rockwell hardness）7

1.2.3维氏硬度（Vickers hardness）8

1.3材料的冲击韧性9

1.3.1摆锤式一次冲击试验9

1.3.2小能量多次冲击试验9

1.4材料的断裂韧性（cracking toughness）9

思考题10

第2章 金属材料的基础知识11

2.1金属的晶体结构11

2.1.1晶体与非晶体11

2.1.2金属的晶体结构11

2.1.3金属的同素异构转变13

2.1.4 实际金属的晶体结构14

2.2合金的相结构17

2.2.1合金的基本概念17

2.2.2合金的相结构17

2.3纯金属的结晶18

2.3.1金属结晶的基本概念18

2.3.2金属的冷却曲线和过冷现象19

2.3.3纯金属的结晶过程20

2.3.4金属晶粒的大小与控制21

2.3.5金属的铸锭组织22

2.4合金的结晶23

2.4.1二元合金相图的基本知识23

2.4.2二元相图的基本类型24

2.4.3相图与合金性能的关系26

2.5铁-碳合金相图27

2.5.1铁碳合金的基本相和组织27

2.5.2铁-碳合金相图分析29

2.5.3铁碳合金的成分、组织和性能的变化规律35

2.5.4铁-碳合金相图的应用36

思考题37

第3章 钢的热处理38

3.1钢在加热时的组织转变38

3.1.1奥氏体的形成38

3.1.2奥氏体晶粒的长大及其控制40

3.2钢在冷却时的组织转变41

3.2.1过冷奥氏体的等温转变42

3.2.2过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能44

3.2.3影响过冷奥氏体等温转变曲线的因素52

3.2.4过冷奥氏体的连续冷却转变53

3.3钢的退火与正火55

3.3.1退火与正火的定义、目的和分类56

3.3.2退火和正火操作及其应用56

3.4钢的淬火59

3.4.1钢的淬火工艺59

3.4.2常用淬火方法61

3.4.3钢的淬透性（hardenability）63

3.4.4钢的淬硬性67

3.5钢的回火67

3.5.1淬火钢在回火时的转变67

3.5.2回火种类及应用69

3.5.3回火脆性70

3.6钢的表面淬火和化学热处理70

3.6.1钢的表面淬火71

3.6.2钢的化学热处理72

3.7钢的热处理新技术78

3.7.1可控气氛热处理和真空热处理78

3.7.2形变热处理（ausforming）80

3.8表面热处理新技术81

3.8.1热喷涂技术81

3.8.2气相沉积技术82

3.8.3三束表面改性技术82

思考题84

第4章 常用金属材料85

4.1工业用钢85

4.1.1碳钢中的常存杂质及对性能的影响85

4.1.2合金元素在钢中的作用85

4.1.3钢的分类和牌号88

4.1.4结构钢90

4.1.5工具钢96

4.1.6特殊性能钢101

4.2铸铁107

4.2.1铸铁的石墨化过程107

4.2.2铸铁的分类及牌号109

4.2.3常用铸铁110

4.2.4合金铸铁119

4.3有色金属及其合金120

4.3.1铝及铝合金121

4.3.2铜及铜合金126

4.3.3钛（titanium）及钛合金131

思考题132

第5章 铸造成形技术133

5.1铸造成形基本原理133

5.1.1流动性及充型能力133

5.1.2铸件的凝固方式135

5.1.3铸造合金的收缩135

5.1.4铸造应力及铸件的变形和裂纹137

5.1.5铸件常见缺陷139

5.2铸造成形方法140

5.2.1砂型铸造工艺140

5.2.2特种铸造142

5.2.3铸造方法的选择145

5.3铸件的结构设计146

思考题150

第6章 锻压成形技术151

6.1塑性成形的基本原理152

6.1.1金属塑性变形的实质152

6.1.2塑性变形对金属组织结构及性能的影响153

6.1.3金属的锻造性能156

6.2锻造成形技术158

6.2.1自由锻158

6.2.2模锻159

6.3冲压成形技术161

6.3.1板料冲压基本工序161

6.3.2冲压模具165

6.4锻压成形零件的结构工艺性166

6.4.1自由锻件的结构工艺性166

6.4.2冲压件结构工艺性167

6.5其他塑性成形技术169

6.5.1挤压成形169

6.5.2轧制成形170

6.5.3拉拔成形171

6.6锻压成形技术新进展173

思考题174

第7章 焊接成形技术175

7.1熔化焊成形基本原理175

7.1.1焊接热过程基础176

7.1.2焊接化学冶金177

7.1.3焊接接头的金属组织和性能179

7.1.4焊接应力和变形180

7.2常用焊接成形方法183

7.2.1手工电弧焊183

7.2.2其他焊接方法187

7.3常用金属材料的焊接192

7.3.1金属材料的焊接性192

7.3.2常用金属材料的焊接193

7.4焊接工艺及结构设计195

7.5焊接缺陷与焊接质量检验196

思考题198

第8章 非金属材料及其成形技术199

8.1高分子材料及其成形技术199

8.1.1高分子材料的基本概念199

8.1.2工程塑料及其成形技术202

8.1.3橡胶材料及其成形技术204

8.2陶瓷材料及其成形技术205

8.2.1陶瓷的分类与性能205

8.2.2常用工业陶瓷206

8.2.3陶瓷材料的成形技术207

8.3复合材料及其成形技术208

思考题209

第9章 金属零件的失效、选材及加工工艺的选择210

9.1零件的失效分析210

9.1.1零件失效的概念和形式210

9.1.2机械零件失效的原因211

9.1.3失效分析的一般过程211

9.2选材的一般原则212

9.2.1选用材料的一般原则212

9.2.2选材的方法与步骤213

9.3典型零件的选材与工艺215

9.3.1齿轮类与轴类零件的选材分析215

9.3.2典型零件的选材实例216

思考题217

参考文献218