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第1章 材料的力学性能1

第1节 概述1

第2节 材料的力学性能指标1

一、强度和塑性1

二、硬度指标4

三、韧性指标6

四、材料的疲劳强度（疲劳极限）7

第2章 金属材料基础知识10

第1节 金属的理想晶体结构10

一、晶体与非晶体10

二、晶体结构的基本概念11

三、常见的金属晶格类型12

第2节 金属晶体的实际构造13

一、实际金属的多晶体组织特征13

二、实际金属在构造上存在的缺陷13

第3节 纯金属的结晶过程15

一、纯金属的结晶过程及规律15

二、晶核的生成与长大17

三、金属凝固后晶粒大小及控制18

第4节 铸锭组织18

一、表面细晶粒层19

二、柱状晶粒层19

三、中心等轴晶粒层19

第3章 二元合金相图21

第1节 合金的结构和组织21

一、合金的“相”21

二、合金相结构的类型22

三、合金的组织类型24

第2节 二元合金相图24

一、合金的结晶特点及相图概念24

二、二元合金相图的建立及识读25

三、几种典型的二元合金相图27

第3节 合金的性能与相图之间关系29

一、合金使用性能与相图的关系29

二、合金铸造性能与相图关系29

三、热处理可能性与合金相图关系30

第4节 铁碳合金相图31

一、Fe-Fe3C相图分析31

二、典型铁碳合金的结晶过程分析34

三、铁碳合金的成分—平衡组织—性能之间的关系39

四、铁碳相图的应用41

第5节 碳钢42

一、常存杂质元素对碳钢性能的影响43

二、碳钢的分类43

三、碳钢的编号、性能和用途44

第4章 钢的热处理52

第1节 钢在加热时的组织转变52

一、奥氏体的形成53

二、奥氏体晶粒大小及影响因素53

第2节 钢在冷却时的组织转变53

一、过冷奥氏体的等温冷却转变54

二、过冷奥氏体的连续转变56

第3节 钢的热处理工艺57

一、钢的退火和正火57

二、钢的淬火59

三、钢的回火62

第4节 钢的表面热处理64

一、钢的表面淬火64

二、钢的化学热处理66

第5节 其他热处理工艺简介69

一、可控气氛热处理69

二、真空热处理69

三、形变热处理69

四、激光热处理70

第6节 热处理零件的结构工艺性70

一、常见热处理缺陷70

二、热处理零件的结构工艺性71

第5章 合金钢76

第1节 概述76

一、合金钢的分类76

二、合金钢的编号76

第2节 合金元素在钢中的作用77

一、合金元素在钢中的存在形式77

二、合金元素对Fe3C相图的影响77

三、合金元素对钢的性能的影响78

第3节 合金结构钢82

一、低合金结构钢82

二、合金渗碳钢83

三、合金调质钢83

四、合金弹簧钢84

五、滚动轴承钢85

六、超高强度钢86

第4节 合金工具钢87

一、合金刃具钢87

二、合金模具钢90

第5节 特殊性能钢93

一、不锈钢93

二、耐热钢94

第6章 铸铁99

第1节 铸铁的石墨化99

一、铁碳合金双重相图99

二、铸铁的石墨化101

三、影响石墨化的因素101

第2节 灰铸铁102

一、灰铸铁的成分、组织和性能102

二、灰铸铁的孕育处理103

三、灰铸铁的牌号与应用104

四、灰铸铁的热处理105

第3节 球墨铸铁106

一、球墨铸铁的生产工艺106

二、球墨铸铁的成分、组织和性能106

三、球墨铸铁的牌号与应用108

四、球墨铸铁的热处理108

第4节 其他铸铁110

一、可锻铸铁110

二、蠕墨铸铁111

三、合金铸铁112

第7章 有色金属及粉末冶金材料115

第1节 铝及铝合金115

一、铝及铝合金的性能特点116

二、工业纯铝116

三、铝合金116

第2节 铜及铜合金120

一、工业纯铜121

二、铜合金121

第3节 轴承合金125

一、滑动轴承的性能与组织特征125

二、常用轴承合金、牌号及应用126

第4节 粉末冶金材料127

一、硬质合金127

二、粉末冶金减摩材料129

三、粉末冶金摩擦材料130

四、粉末冶金铁基结构材料130

第8章 非金属材料132

第1节 高分子材料132

一、工程塑料132

二、橡胶136

第2节 陶瓷材料139

第3节 复合材料141

第9章 机械零件的选择144

第1节 机械零件的失效与分析144

一、零件的失效144

二、零件的失效分析144

第2节 工程材料选择的基本原则147

一、选材的力学性能原则148

二、选材的工艺性能原则149

三、选材的经济性原则149

第10章 典型零件及工具的选材分析151

第1节 典型零件及工具的选材151

一、机械零件选材的基本过程151

二、典型零件的选材及工艺路线分析151

三、典型工具的选材及工艺路线分析155

第2节 工程材料的应用举例159

一、汽车零件用材159

二、机床零件用材160

三、仪器仪表用材161

附录164

附录一 《工程材料与热处理》实验指导书164

实验一 布氏硬度试验164

实验二 洛氏硬度试验167

实验三 金相实验170

附录二 硬度换算表172