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绪论1

第一章 材料的结构和金属的结晶4

第一节 晶体结构和非晶体4

一、原子的结合键及其特性4

二、晶体和非晶体概念6

三、非晶体结构6

四、晶体结构的基本概念7

五、金属中常见的三种晶体结构8

六、三种典型晶格的致密度及晶面晶向分析9

七、单晶体的各向异性与多晶体的伪各向同性12

第二节 晶体缺陷13

一、点缺陷13

二、线缺陷14

三、面缺陷14

第三节 合金的相结构15

一、基本概念15

二、固溶体16

三、化合物18

第四节 合金的组织21

一、组织的概念21

二、单相组织22

三、双相组织22

四、多相组织23

第五节 金属的结晶与铸锭23

一、概述24

二、晶核的形成与长大25

三、结晶后晶粒大小及控制27

四、金属铸锭的组织28

第二章 金属的塑性变形与再结晶32

第一节 金属的塑性变形32

一、金属变形的三个阶段32

二、单晶体的塑性变形33

三、多晶体的塑性变形36

第二节 塑性变形对金属组织和性能的影响38

一、塑性变形对显微组织的影响38

二、塑性变形对金属性能的影响40

三、残余应力41

第三节 回复与再结晶42

一、回复42

二、再结晶42

三、晶粒长大45

四、影响再结晶退火后晶粒度的因素45

第四节 金属的热加工47

一、金属的热加工与冷加工47

二、热加工对金属组织和性能的影响47

三、超塑性48

第三章 材料的力学性能52

第一节 材料承受静载荷时的力学性能52

一、材料的拉伸曲线52

二、材料的变形及其性能指标53

三、材料的断裂及其性能指标57

四、材料的弯曲及其性能指标59

五、材料的硬度61

第二节 材料承受冲击载荷时的力学性能64

一、缺口试样的冲击试验64

二、多次冲击试验66

三、冲击韧性及其意义66

第三节 材料的疲劳67

一、疲劳曲线67

二、疲劳极限68

三、疲劳断口68

第四节 材料的断裂韧性70

一、断裂韧性的概念70

二、影响材料断裂韧性的因素71

第五节 材料的磨损性能72

一、磨损过程和磨损的分类72

二、提高材料耐磨性的途径73

第六节 材料的蠕变性能74

一、材料的蠕变现象74

二、蠕变性能指标74

第四章 二元合金相图77

第一节 二元合金相图的建立77

一、二元合金相图的表示方法77

二、二元合金相图的建立方法78

三、杠杆定律79

第二节 二元匀晶相图80

一、二元匀晶相图的分析80

二、合金的平衡结晶过程80

三、晶内偏析（枝晶偏析）82

第三节 二元共晶相图82

一、二元共晶相图的分析83

二、典型合金的平衡结晶过程及室温平衡组织83

三、相组成物与组织组成物86

第四节 二元包晶相图88

一、二元包晶相图的分析88

二、典型合金的平衡结晶过程89

三、包晶偏析91

第五节 其它常用的二元合金相图类型91

一、二元共析相图91

二、具有稳定金属间化合物的二元相图91

第六节 二元合金相图与合金性能间的关系92

一、合金的使用性能与相图的关系92

二、合金的工艺性能与相图的关系93

第五章 铁碳合金96

第一节 铁碳合金基本组元、组织及其性能96

一、铁碳合金基本组元96

二、铁碳合金中的基本组织及其性能97

第二节 Fe-Fe3 C相图分析98

一、相图中的点、线、区98

二、典型合金的平衡结晶过程及室温平衡组织101

三、杠杆定律的应用108

四、铁碳合金的碳含量与平衡组织、力学性能之间的关系109

五、Fe-Fe3 C相图的应用111

第三节 碳钢及合金钢概述112

一、钢中常存杂质元素的影响113

二、钢的分类、编号及应用114

第六章 钢的热处理123

第一节 钢在加热时的转变124

一、共析钢加热时奥氏体的形成124

二、亚、过共析钢的奥氏体化过程125

三、影响奥氏体化的因素125

四、奥氏体的晶粒度及其长大127

第二节 奥氏体在冷却时的转变129

一、奥氏体在不同冷却方式下的转变129

二、过冷奥氏体等温转变图（等温转变C曲线）129

三、过冷奥氏体转变产物的组织形态及其性能131

四、影响等温转变图（C曲线）位置和形状的因素136

五、等温转变图（C曲线）的意义和应用138

六、过冷奥氏体连续冷却转变图简介140

第三节 钢的退火与正火141

一、退火141

二、正火142

三、退火、正火的选用原则142

第四节 钢的淬火与回火143

一、钢的淬火143

二、淬火钢的回火146

第五节 钢的淬透性151

一、钢的淬透性与淬硬性151

二、淬透性对钢的力学性能的影响151

三、影响淬透性的因素152

四、淬透性的测定及表示方法152

五、淬透性的应用154

第六节 钢的表面淬火154

一、表面淬火的定义及方法154

二、感应加热表面淬火154

三、火焰加热表面淬火157

第七节 钢的化学热处理158

一、化学热处理的定义158

二、钢的渗碳158

三、钢的渗氮163

四、钢的碳氮共渗164

第七章 合金钢169

第一节 合金结构钢169

一、低合金结构钢169

二、易切削钢171

三、渗碳钢172

四、调质钢175

五、弹簧钢181

六、滚动轴承钢184

第二节 合金工具钢186

一、刃具钢186

二、模具钢197

三、量具钢203

第三节 特殊性能钢及合金205

一、不锈钢205

二、耐热钢207

三、耐磨钢212

四、硬质合金212

第八章 铸铁216

第一节 概述216

一、铸铁的特点216

二、Fe-C双重相图及铸铁中石墨的形成217

三、铸铁的分类218

第二节 灰铸铁219

一、灰铸铁的组织、性能和用途219

二、灰铸铁的孕育处理222

三、灰铸铁的热处理222

第三节 可锻铸铁223

一、可锻铸铁的组织、性能和用途223

二、可锻铸铁的生产224

第四节 球墨铸铁225

一、球墨铸铁的生产225

二、球墨铸铁的牌号、组织和性能225

三、球墨铸铁的热处理227

第五节 其它铸铁简介228

一、耐磨铸铁228

二、耐热铸铁228

三、耐蚀铸铁230

第九章 非铁（有色）金属及其合金231

第一节 铝及其合金231

一、概述231

二、铝合金的强化232

三、铸造铝合金及其热处理235

四、变形铝合金及其热处理237

第二节 铜及其合金240

一、概述240

二、黄铜243

三、青铜244

第三节 钛及其合金247

一、钛及其合金的性能特点247

二、钛合金的分类247

三、常用钛合金247

第四节 轴承合金249

一、概述249

二、锡基轴承合金250

三、铝基轴承合金250

四、铜基轴承合金251

第五节 新型及特种用途材料252

一、非晶态合金252

二、纳米材料253

三、纳米碳管254

四、梯度材料256

五、记忆合金256

六、储氢材料257

第十章 机械零件选材及工艺路线分析260

第一节 选材的一般原则260

一、材料的力学性能260

二、材料的工艺性能261

三、材料的经济性262

第二节 热处理技术条件的标注262

一、整体热处理时的标注图例263

二、局部热处理时的标注图例263

第三节 冷加工方面减小变形、防止开裂的措施264

一、改进淬火零件结构形状的设计264

二、合理安排工艺路线268

三、修改技术条件269

四、按变形规律调整加工尺寸269

五、预留加工余量270

六、更换材料272

七、提高表面质量273

第四节 热处理与切削加工性的关系273

第五节 典型零件选材及工艺分析275

一、齿轮类275

二、轴类278

第十一章 高分子材料287

第一节 高分子材料概述287

一、高分子化合物与高分子材料287

二、高分子化合物的组成288

三、高分子化合物的聚合类型290

四、高分子化合物的分类和命名291

五、高分子化合物的结构292

六、高分子材料的性能298

七、高分子材料的老化与防止302

第二节 工程塑料302

一、工程塑料概述302

二、热塑性工程塑料及应用305

三、热固性工程塑料及应用310

四、工程塑料的选材原则和方法313

第三节 橡胶材料313

一、橡胶材料概述313

二、常用橡胶材料及应用315

第十二章 工程陶瓷材料320

第一节 陶瓷材料概述320

一、陶瓷的定义和分类320

二、陶瓷制品生产工艺321

三、陶瓷的结构321

四、陶瓷的性能323

第二节 常用工程陶瓷325

一、普通瓷325

二、氧化铝陶瓷326

三、氮化硅陶瓷327

四、Sialon陶瓷328

五、碳化硅陶瓷329

六、氮化硼陶瓷329

七、碳化硼陶瓷330

第十三章 复合材料332

第一节 复合材料概述332

一、复合材料的概念332

二、复合材料的特性332

三、复合材料的分类和命名334

四、复合材料的界面与强度334

第二节 纤维增强聚合物基复合材料335

一、玻璃纤维／聚合物复合材料335

二、碳纤维／聚合物复合材料337

三、硼纤维／聚合物复合材料339

四、纤维增强聚合物复合材料成型工艺339

第三节 其它复合材料简介340

一、层合复合材料340

二、夹层结构复合材料341

三、颗粒增强复合材料341

四、纳米复合材料342

附录344

附录A常用的力学性能指标及其含义344

附录B常用硬度试验方法的原理及硬度符号说明345

附录C钢铁金属硬度及强度换算表（适用于碳钢及合金钢）348

附录D钢铁金属硬度及强度换算表（适用于碳钢）353

附录E国内外常用钢牌号对照表355

参考文献358