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目录前言第一章绪论第一节近代材料的发展、材料科学形成及其在国民经济中的地位1

第二节材料的分类3

第三节材料性能的依据——成分、结构、组织4

第二章材料和机械工程第一节机械设计与材料7

一、设计的基本概念7

二、近代机械设计发展的一个重要特点8

第二节材料在机械制造过程中的行为10

一、两类工艺10

二、零件制造的各种工艺过程之间的关系11

第三节机械产品在服役时的材料问题12

一、机械产品失效的种类12

二、失效的防止13

三、失效分析14

第三章原子核外电子行为和原子的键合第一节原子核外的电子15

一、波粒两象性15

二、波函数15

三、量子数16

四、波函数及电子云图象17

第二节原子核外电子的排布和周期表19

一、原子核外电子的排布19

二、周期表与元素的性质21

第三节原子的键合24

一、离子键24

二、共价键25

三、金属键28

四、物理键29

五、价键四面体29

第四节材料化学成分的近代分析方法介绍31

一、宏观分析32

二、微观分析——电子探针仪33

三、表面分析34

第四章固体结构第一节几何晶体学基础知识35

一、空间点阵与晶胞35

二、晶面和晶向的表示方法38

三、晶面间距39

第二节晶体中原子的排列39

一、排列的规则39

二、各种类型晶体的原子排列40

三、各类晶体性能比较45

第三节实际晶体45

一、晶体中的点缺陷46

二、晶体中的线缺陷——位错46

三、晶体中的面缺陷——晶界49

第四节非晶态结构的几何特征50

一、径向分布函数50

二、几何模型51

第五节高聚物的结构特点52

一、高聚物的微观结构53

二、高聚物中的结晶区与结晶度53

三、温度和时间对高聚物的影响54

第六节固体材料结构分析方法——X射线衍射分析方法55

一、单晶体的衍射——劳厄法56

二、多晶体的衍射——粉末法56

第五章相、相图、相变第一节概述59

一、基本术语59

二、系统平衡的热力学条件60

三、时间因素对相转变的影响60

第二节材料中的基本相及其特征——固溶体、中间相和非晶相61

一、置换式固溶体62

二、间隙式固溶体64

三、中间相65

四、非晶相（玻璃相）66

第三节相平衡及基本相图66

一、概述66

二、单元相图66

三、二元相图的建立67

四、均晶相图和杠杆定律69

五、二元共晶相图70

七、其它二元合金相图73

六、二元包晶相图73

八、三元相图简介75

第四节扩散77

一、扩散现象及其宏观规律77

二、扩散机理78

三、影响扩散的因素79

第五节凝固与结晶80

一、纯金属的结晶81

二、合金的结晶84

三、高聚物的凝固与结晶84

第六节固态转变85

一、概述85

二、同素异构转变87

三、脱溶转变87

五、非平衡转变88

四、共析转变88

第七节材料的显微分析方法89

一、光学显微镜分析技术89

二、透射电子显微镜分析技术91

三、扫描电子显微镜分析技术93

第六章工程材料的力学性能第一节弹性99

一、虎克定律99

二、双原子固体模型100

三、弹性比功及弹性滞后100

第二节塑性101

一、塑性变形的方式101

二、单晶体的塑性变形103

三、多晶体的塑性变形104

四、塑性变形后的组织、性能及其在回复、再结晶后的变化105

五、材料的强度及影响因素109

六、超塑性的概念111

一、塑性断裂112

第三节断裂112

二、脆性断裂113

三、疲劳断裂116

四、蠕变断裂和应力腐蚀断裂120

五、脆化因素120

第七章材料的物理化学性能第一节材料的电学性能122

一、材料导电的物理本质122

二、材料的导电性能123

一、热膨胀及膨胀系数124

第二节材料的热学性能124

二、热传导125

三、材料的热容126

第三节材料的抗腐蚀性能127

一、氧化127

二、腐蚀127

第八章铁碳相图及铁碳平衡组织第一节铁碳合金系及铁碳相图129

一、铁碳合金系组元129

二、铁碳相图131

一、共析钢（含碳0.77％）在缓冷时的结晶和固态转变后的组织134

第二节典型铁碳合金的结晶134

二、钢中先共析转变136

三、共晶白口铸铁的结晶和固态转变137

四、亚共晶和过共晶白口铸铁的结晶和固态转变138

五、工业纯铁缓冷时的固态转变和组织138

第三节 碳钢140

一、铸钢件141

三、碳钢的冷形变142

二、碳钢的热形变142

四、碳钢的分类、牌号及用途143

第四节铸铁144

一、概述144

二、石墨化及铸铁组织特征146

三、各种铸铁简介147

第九章铁碳合金非平衡组织——钢铁热处理第一节概述152

一、奥氏体形成过程153

第二节 钢在加热时转变——奥氏体的形成153

二、奥氏体形成的动力学154

三、奥氏体的晶粒大小及影响因素154

第三节过冷奥氏体的转变155

一、过冷奥氏体等温转变曲线155

二、过冷奥氏体等温转变机构157

三、珠光体型转变158

四、贝氏体型转变158

五、马氏体型转变160

六、连续冷却转变163

第四节 回火转变及其重要性164

一、回火转变的重要性164

二、回火过程及组织的变化165

三、回火转变后的组织及性能166

四、回火脆性167

第五节热处理工艺简介168

一、钢的退火168

二、钢的正火169

三、钢的淬火和回火170

四、钢的淬透性172

五、钢的表面改性热处理工艺174

六、热处理新工艺177

七、热处理零件的合理结构设计与技术条件178

第六节铸铁热处理179

第十章合金钢第一节合金钢概述181

一、碳钢的不足和合金钢的出现181

二、合金钢分类及编号182

第二节合金元素对钢中基本相的影响183

一、合金元素与铁的作用183

二、合金碳化物183

三、合金钢中的氮化物和氧化物185

四、合金钢中的金属化合物185

第三节合金元素对铁碳状态图的影响186

二、合金元素对过冷奥氏体转变的影响187

一、合金元素对奥氏体转变的影响187

第四节 合金元素对钢中固态相变过程及组织的影响187

三、合金元素对马氏体转变的影响188

四、合金元素对淬火钢回火时转变的影向188

第五节合金元素对钢性能的影响190

一、合金元素对钢常温力学性能的影响190

二、合金元素对钢高温力学性能的影响191

三、合金元素对钢低温性能的影响191

四、合金元素对钢物理化学性能的影响191

五、合金元素对钢工艺性能的影响194

第六节 以强度和韧性为主要要求的钢材195

一、强度、韧性和断裂195

二、合金化原则，热处理特点和组织196

三、典型钢种及应用举例197

第七节 以可焊性为主要要求的钢材201

一、可焊性202

二、典型钢种及应用202

一、概述204

第八节 以耐腐蚀性为主要要求的钢材204

二、钢铁的电化学腐蚀及不锈钢205

三、应力腐蚀及防止207

第九节 以硬度为主要要求的钢材208

一、轴承钢208

二、刃具钢209

三、模具钢212

四、耐磨钢213

第十节 以耐热性为主要要求的钢材214

一、如何提高钢材抗氧化性能和高温强度214

二、耐热钢种类215

第十一章有色金属及其合金第一节铝及铝合金218

一、纯铝及工业铝合金分类218

二、铝合金的强化特点220

三、几种常用铝合金及选用条件222

一、纯铜224

第二节钢及铜合金224

二、黄铜225

三、青铜226

第三节钛及钛合金228

一、纯钛及钛合金分类228

二、典型钛合金229

第四节轴承合金及稀土231

一、轴承合金231

二、稀土232

第十二章高分子聚合物第一节概述234

一、什么叫高分子化合物234

二、高聚物的人工合成235

三、高分子的分类和名称236

第二节高分子化合物的结构237

一、大分子链的结构238

二、大分子间的作用力240

三、大分子链的柔性242

四、大分子链聚合物的聚集态——晶态与非晶态243

五、提高工程结构用聚合物性能的途径245

第三节聚合物的流变行为和力学性能246

一、玻璃态及玻璃化转变247

二、高弹性（橡胶弹性）248

三、粘弹性248

四、强度和断裂251

第四节 聚合物的其它性能253

第五节工程塑料、橡胶、合成纤维简介254

一、塑料254

二、橡胶256

三、合成纤维256

第十三章陶瓷材料第一节概述258

一、陶瓷材料的特点和制备258

二、陶瓷的分类259

第二节组成陶瓷的基本相及其变化259

一、晶体相260

二、玻璃相264

三、气相266

第三节 陶瓷材料的性能及应用266

一、陶瓷材料的力学性能266

二、陶瓷材料的热性能及高温材料268

三、陶瓷材料的电学性能及其应用269

四、陶瓷材料的其它性能及应用270

第十四章复合材料第一节概述271

第二节复合材料的特点272

一、比强度和比模量272

二、抗疲劳性能272

三、减震性能273

四、耐高温性能273

第三节 结构复合材料的复合理论简介273

一、连续纤维单向强化复合材料的强度分析274

二、界面和结合强度276

三、裂纹及其对复合材料强度的影响277

第十五章工程材料应用第一节选材原则279

一、材料的使用性能279

二、材料的工艺性能280

三、经济性因素280

第二节 工程材料选材实例——汽车用材分析281

一、汽车性能和材料的关系281

二、汽车的工作状况及受力282

三、汽车用材283

四、典型零件选材及工艺分析286

第三节工程材料应用中的几个问题290

一、强度和韧性的合理匹配问题290

二、标注硬度的功过评述292

三、残余应力的功过评述293

参考文献295

附录一美、英、日、联邦德国、苏各国钢号表示法297

附录二国内外常用钢号对照表305