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绪论1

第一章 工程材料的性能3

第一节 工程材料的力学性能3

一、强度与塑性3

二、硬度6

三、冲击韧性9

四、断裂韧度11

五、疲劳强度11

第二节 工程材料的工艺性能12

习题一13

第二章 金属的晶体结构与结晶14

第一节 金属的晶体结构14

一、晶体与非晶体14

二、金属的晶体结构14

三、金属的实际晶体结构16

第二节 纯金属的结晶19

一、冷却曲线和过冷度19

二、纯金属的结晶过程20

三、晶粒大小对金属力学性能的影响21

四、细化晶粒的措施22

第三节 合金的相结构及二元合金相图23

一、合金的相结构23

二、二元合金相图25

三、二元合金相图的基本类型25

第四节 合金性能与相图的关系30

一、合金的力学性能、物理性能与相图的关系30

二、合金的工艺性能与相图的关系30

习题二31

第三章 金属的塑性变形与再结晶33

第一节 金属的塑性变形33

一、单晶体的塑性变形33

二、多晶体的塑性变形35

第二节 冷塑性变形对金属组织和性能的影响36

一、冷塑性变形对金属组织的影响36

二、冷塑性变形对金属性能的影响37

第三节 冷塑性变形金属在加热时组织和性能的变化38

一、回复38

二、再结晶39

三、晶粒长大40

四、再结晶后的晶粒大小40

第四节 金属的热加工41

一、热加工的概念41

二、热加工对金属组织和性能的影响41

习题三42

第四章 铁碳合金相图与非合金钢44

第一节 纯铁同素异构转变及铁碳合金的组织44

一、纯铁的同素异构转变44

二、铁碳合金的基本组织45

第二节 铁碳合金相图47

一、简化后的铁碳合金相图47

二、铁碳合金相图中特性点的意义48

三、铁碳合金相图中特性线的意义48

四、铁碳合金相图中的相区50

第三节 典型铁碳合金的结晶过程及室温组织50

一、铁碳合金的分类50

二、典型铁碳合金的结晶过程50

第四节 碳的质量分数与铁碳合金组织及性能的关系54

一、碳的质量分数与平衡组织间的关系54

二、碳的质量分数与力学性能间的关系55

第五节 铁碳合金相图的应用及其局限性56

一、在钢铁材料选用方面的应用56

二、在热加工工艺制订方面的应用56

三、铁碳合金相图应用的局限性57

第六节 非合金钢（碳钢）58

一、杂质元素对碳钢性能的影响58

二、碳钢的分类59

三、碳钢的牌号、性能与用途59

习题四64

第五章 钢的热处理65

第一节 热处理概述65

一、热处理的概念65

二、热处理的特点66

三、热处理的作用66

四、热处理的分类66

第二节 钢在加热时的组织转变67

一、奥氏体的形成67

二、奥氏体晶粒的大小及影响因素69

第三节 钢在冷却时的组织转变71

一、过冷奥氏体的等温转变曲线71

二、过冷奥氏体的等温转变产物的组织形态及性能72

三、影响C曲线的因素77

四、过冷奥氏体的连续冷却转变77

第四节 钢的退火与正火78

一、钢的退火78

二、钢的正火80

第五节 钢的淬火82

一、钢的淬火工艺82

二、淬火方法84

三、钢的淬硬性和淬透性85

四、淬火缺陷及防止措施87

第六节 钢的回火89

一、回火的目的89

二、淬火钢在回火时组织与性能的变化89

三、回火的分类及应用91

第七节 钢的表面热处理92

一、感应加热表面淬火92

二、火焰加热表面淬火93

第八节 钢的化学热处理94

一、渗碳94

二、渗氮96

三、碳氮共渗97

第九节 其他热处理工艺98

一、真空气氛热处理99

二、可控气氛热处理100

三、激光热处理100

四、形变热处理102

第十节 热处理工艺的应用102

一、预备热处理工艺位置103

二、最终热处理工艺位置103

三、热处理零件的结构工艺性103

习题五104

第六章 合金钢106

第一节 合金元素在钢中的作用106

一、合金元素在钢中的存在形式106

二、合金元素对C形曲线的影响107

三、合金元素对铁碳合金相图的影响108

四、合金元素对钢热处理的影响109

第二节 合金钢的分类及牌号112

一、合金钢的分类112

二、合金钢的牌号113

第三节 合金结构钢113

一、低合金结构钢114

二、合金渗碳钢119

三、合金调质钢121

四、合金弹簧钢124

五、滚动轴承钢125

第四节 合金工具钢127

一、合金刃具钢128

二、合金量具钢133

三、合金模具钢134

第五节 特殊性能钢137

一、不锈钢137

二、耐热钢139

三、耐磨钢140

习题六141

第七章 铸铁142

第一节 铸铁的分类142

一、按碳分类142

二、按石墨分类143

三、按性能分类143

第二节 铸铁的石墨化及影响因素143

一、铁碳合金双重相图143

二、铸铁的石墨化过程145

三、影响石墨化的因素145

第三节 灰铸铁146

一、灰铸铁的组织和性能146

二、灰铸铁的孕育处理147

三、灰铸铁的牌号及用途147

四、灰铸铁的热处理147

第四节 可锻铸铁148

一、可锻铸铁的生产过程148

二、可锻铸铁的组织和性能149

三、可锻铸铁的牌号及用途150

第五节 球墨铸铁150

一、球墨铸铁的组织与性能150

二、球墨铸铁的牌号及用途151

三、球墨铸铁的热处理152

第六节 蠕墨铸铁153

一、蠕墨铸铁的组织与性能153

二、蠕墨铸铁的生产154

三、蠕墨铸铁的牌号及用途154

第七节 合金铸铁155

一、耐磨铸铁155

二、耐热铸铁156

三、耐蚀铸铁156

习题七157

第八章 有色金属材料及其合金158

第一节 铝及铝合金158

一、工业纯铝158

二、铝合金159

第三节 铜及铜合金166

一、工业纯铜166

二、铜合金167

第四节 镁及镁合金173

一、纯镁及镁合金的性能特点173

二、镁合金的牌号及分类174

三、常用典型镁合金175

第五节 钛及钛合金176

一、工业纯钛177

二、钛合金177

三、钛合金的热处理180

第六节 滑动轴承合金180

一、滑动轴承对轴承合金的性能要求180

二、轴承合金的分类及牌号表示方法181

三、常用的轴承合金及用途181

第七节 硬质合金183

一、硬质合金的性能及用途183

二、常用硬质合金184

三、其他硬质合金简介186

四、粉末冶金简介186

习题八187

第九章 非金属材料与新型材料188

第一节 高分子材料188

一、塑料189

二、合成橡胶194

三、胶粘剂195

第二节 陶瓷197

一、陶瓷的分类197

二、陶瓷的组织结构197

三、陶瓷的性能198

四、常用陶瓷材料198

第三节 复合材料199

一、复合材料的分类200

二、复合材料的性能特点201

三、复合材料的制造方法202

四、常用复合材料202

第四节 纳米材料203

一、纳米材料的结构和优异性能203

二、纳米材料的制备205

第五节 超导材料206

一、超导现象产生的原理206

二、超导材料的分类207

三、超导材料的应用207

第六节 贮氢合金208

一、贮氢合金分类208

二、贮氢合金的应用209

第七节 形状记忆合金210

一、工程应用210

二、医学应用211

三、智能应用211

第八节 非晶态合金211

一、力学性能211

二、软磁特性212

三、耐蚀性能212

四、高的电阻率212

五、超导电性212

习题九212

第十章 工程材料的选用214

第一节 零件的失效214

一、失效的概念214

二、失效的形式214

三、零件失效的原因215

第二节 选材的原则、方法与步骤216

一、选材的一般原则216

二、选材的方法与步骤218

第三节 典型零件的选材实例分析219

一、辅类零件的选材219

二、齿轮类零件的选材221

三、手用丝锥的选材222

四、机架、箱体类零件222

习题十223

附表A 碳钢及合金钢硬度与强度换算值（摘自GB/T1172—1999）225

附表B 碳钢硬度与强度换算值（摘自GB/T1172—1999）227

附录C 常用钢种的临界温度229

参考文献232