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第1篇 材料学基础及其改性1

第1章 材料的种类与性能1

1.1材料的种类1

1.2材料的性能3

1.2.1静载荷作用下材料的力学性能3

1.2.2动载荷作用下材料的力学性质7

1.2.3材料高温和低温下的力学性能9

1.2.4材料的物理性能9

1.2.5材料的耐蚀性能11

1.2.6材料的工艺性能11

第2章 金属的组织与结构12

2.1金属的晶体和结晶12

2.1.1金属晶体结构12

2.1.2金属的结晶13

2.2实际金属组织及其缺陷15

2.2.1晶体缺陷类型15

2.2.2晶体缺陷和材料性能的关系16

2.3金属的合金、相和二元相图16

2.3.1基本概念16

2.3.2匀晶相图18

2.3.3共晶相图21

2.3.4其他相图25

2.3.5合金相图与材料性能的关系26

2.4铁碳合金相图28

2.4.1铁碳合金相图中的基本相28

2.4.2铁碳合金相图分析29

2.4.3铁碳合金相变分析31

2.4.4铁碳合金相图中的相和组织与合金的力学性能、工艺性能的关系32

第3章 铁合金材料的热处理及其改性35

3.1概述35

3.2钢加热时的组织变化35

3.2.1加热温度35

3.2.2钢加热时的组织转变——奥氏体化36

3.3钢冷却时的组织变化38

3.3.1共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线38

3.3.2过冷奥氏体等温转变产物39

3.3.3影响等温转变曲线的因素43

3.3.4过冷奥氏体的连续冷却转变曲线44

3.4钢的普通热处理45

3.4.1钢的退火与正火45

3.4.2钢的淬火47

3.4.3钢的回火52

3.5钢的表面热处理55

3.5.1钢的表面淬火55

3.5.2化学热处理57

3.5.3.表面复合热处理60

3.6铸铁的热处理61

3.6.1灰口铸铁的热处理61

3.6.2球墨铸铁的热处理62

第4章 铁合金材料64

4.1碳钢64

4.1.1钢的分类64

4.1.2碳钢中杂质元素的影响65

4.1.3碳钢的编号和用途66

4.2合金结构钢73

4.2.1概述74

4.2.2合金结构钢77

4.2.3工具钢88

4.2.4特殊性能钢95

4.3铸铁104

4.3.1铸铁的成分及性能104

4.3.2铸铁的石墨化及影响因素105

4.3.3铸铁的分类107

4.3.4灰铸铁108

4.3.5球墨铸铁110

4.3.6可锻铸铁112

4.3.7蠕墨铸铁113

4.3.8特殊性能铸铁114

4.4铁合金材料在航空航天中的应用115

4.4.1中碳调质钢在航空航天中的应用115

4.4.2其他钢种在航空航天中的应用116

第5章 非铁合金材料117

5.1铝及其合金117

5.1.1纯铝117

5.1.2铝合金及其分类118

5.1.3形变铝合金119

5.1.4铸造铝合金121

5.1.5铝合金的热处理124

5.1.6铝合金在航空航天中的应用126

5.2钛及其合金127

5.2.1纯钛127

5.2.2钛合金127

5.2.3钛及其合金的热处理129

5.3镁及镁合金130

5.3.1纯镁130

5.3.2镁合金130

5.3.3变形镁合金131

5.3.4铸造镁合金132

5.3.5镁合金在航空航天中的应用132

5.4铜及其合金133

5.4.1纯铜133

5.4.2铜合金134

5.4.3黄铜137

5.4.4青铜138

5.5镍及镍合金139

5.5.1镍的性质139

5.5.2镍合金的分类和用途140

第6章 非金属材料及其改性144

6.1非金属材料分类、结构和特点144

6.1.1高分子材料144

6.1.2陶瓷材料158

6.2非金属材料的改性及其强化165

6.2.1高分子材料的改性及强化166

6.2.2陶瓷的增韧强化172

6.3非金属材料在航空航天中的应用173

6.3.1塑料在航空航天中的应用173

6.3.2工程结构陶瓷材料在航空航天中的应用174

第7章 复合材料175

7.1复合材料的复合形式和强化机理175

7.1.1复合材料的分类175

7.1.2复合材料强化机理175

7.1.3复合材料的性能176

7.2常用的复合材料特点和性能178

7.2.1纤维增强复合材料（FRP）178

7.2.2层合复合材料179

7.2.3颗粒复合材料180

7.2.4骨架复合材料180

7.3复合材料的改性技术180

7.3.1复合材料的改性及强化机理180

7.3.2复合材料的界面设计原则181

7.4复合材料在航空航天中的应用181

7.4.1树脂基复合材料的应用183

7.4.2陶瓷基复合材料的应用184

7.4.3金属基复合材料的应用184

7.4.4层合复合材料及其应用185

7.4.5功能复合材料185

第8章 功能材料187

8.1功能材料的分类和特点187

8.1.1功能材料的分类187

8.1.2功能材料的特点188

8.2常用功能材料的介绍189

8.2.1功能陶瓷189

8.2.2隐身材料190

8.2.3智能材料191

8.3功能材料在航空航天中的应用192

第9章 零件失效及选材原则194

9.1失效分析194

9.1.1零件的失效形式及原因194

9.1.2零件失效分析的一般方法199

9.1.3零部件失效分析实例200

9.2选材方法和原则201

9.2.1选材的基本原则201

9.2.2典型零部件选材及工艺分析204

第2篇 材料成形工艺基础210

第10章 铸造工艺基础210

10.1铸造理论基础210

10.1.1液态合金的充型能力211

10.1.2铸件的收缩213

10.1.3铸件缺陷214

10.2铸造成形工艺218

10.2.1砂型铸造218

10.2.2特种铸造231

10.2.3各种铸造方法选择原则237

10.2.4铸件结构设计239

10.2.5常用合金铸造生产特点246

10.3现代铸造技术简介250

10.3.1实型铸造250

10.3.2陶瓷型铸造251

10.3.3连续铸造253

10.3.4磁型铸造254

10.3.5铸造技术的发展趋势255

第11章 锻压工艺基础256

11.1压力加工理论基础257

11.1.1金属塑性变形的实质257

11.1.2塑性变形对金属组织和性能的影响258

11.2锻造及其工艺基础261

11.2.1锻造加工理论基础261

11.2.2常用锻造方法264

11.3冲压及其工艺基础277

11.3.1板料冲压成形原理277

11.3.2板料冲压的工艺特点与应用277

11.3.3板料冲压的基本工序278

11.3.4冲压模具280

11.4现代压力加工技术与发展动向281

第12章 焊接工艺基础287

12.1焊接理论基础287

12.1.1焊接工艺方法的分类287

12.1.2焊接工艺的特点287

12.1.3焊接工艺的基本理论288

12.1.4焊接工艺的应用296

12.2常见的焊接工艺方法296

12.2.1熔焊296

12.2.2压焊301

12.2.3钎焊304

12.3常用材料焊接和焊接件设计305

12.3.1金属材料的焊接性305

12.3.2钢的焊接306

12.3.3铸铁的补焊308

12.3.4常用非铁合金材料的焊接309

12.3.5焊接件设计311

12.4焊接新技术和发展趋势314

12.4.1焊接新技术314

12.4.2其他先进焊接方法简介319

12.4.3焊接技术的发展趋势320

第13章 非金属材料成形工艺323

13.1陶瓷件成形工艺323

13.1.1配料323

13.1.2成形324

13.1.3烧结328

13.2塑料件成形工艺329

13.2.1塑料的可加工性及其注意点330

13.2.2常用塑料成形工艺330

第14章 复合材料成形工艺336

14.1制备复合材料的通用方法336

14.1.1颗粒、晶须、短纤维增强复合材料336

14.1.2纤维增强体增强复合材料336

14.2树脂基复合材料成形338

14.2.1热固性树脂基复合材料（RMC）的成形338

14.2.2热塑性树脂基复合材料的成形343

14.3金属基复合材料成形343

14.3.1液态金属浸润法343

14.3.2扩散黏结法345

14.3.3粉末冶金法345

14.3.4喷雾共淀积法349

14.4陶瓷基复合材料成形方法349

14.4.1浆体浸渗工艺349

14.4.2气—液反应工艺350

14.4.3化学气相渗透法350

14.4.4纳米复合技术351

14.5碳／碳复合材料（C／C）成形方法351

14.5.1增强剂碳纤维预成形工艺351

14.5.2基体碳和预成形的碳纤维的溶合致密工艺351

参考文献352