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第一章　概论1

§1-1　工程材料发展概况1

§1-2　工程材料的研究方法简介2

§1-3　固态原子的结合键2

一、原子间的相互作用力2

二、金属键和金属晶体3

三、离子健和离子晶体6

四 共价键和共价晶体7

五、分子键和分子型晶体7

六、混合键型晶体8

七、晶体结构对性能的影响9

§1-4　组织特征与性能的关系10

§1-5　工程材料的分类12

一、金属材料12

四、复合材料13

三、高分子材料13

二、陶瓷材料13

第二章　金属的塑性变形与再结晶16

§2-1 金属晶体的各向异性………………………………………………（16）一、晶面指数和晶向指数16

二、晶面及晶向的原子密度17

§2-2　实际金属的晶体结构18

一、单晶体与多晶体19

二、实际金属的晶体结构19

§2-3　金属的结晶过程21

一、结晶的基本概念21

二、金属的结晶过程——生核和成长22

三、铸锭组织及其缺陷22

四、金属的同素异构转变24

§2-4 金属的冷塑性变形与加工硬化24

一、金属塑性变形的机理25

二、塑性变形对组织和性能的影响26

一、回复与再结晶27

§2-5　冷压力加工后的中间退火27

二、影响再结晶晶粒度的因素28

§2-6　金属的热加工29

一、金属的热加工和冷加工的基本概念29

二、金属热加工时组织和性能的变化29

三、纤维组织的正确使用30

第三章 合金的相结构与二元相图33

§3-1 基本概念33

§3-2　合金的相结构33

一、固溶体34

二、金属化合物35

§3-3　二元合金相图37

一、二元相图的建立37

二、无限互溶的匀晶相图38

三、有限互溶的共晶相图40

四、包晶相图43

§3-4　相图在选材中的应用44

一、二元相图的看图方法45

二、匀晶相图与性能的关系47

三、共晶相图与性能的关系48

§3-5　铁碳相图在选材用材中的应用51

一、铁碳合金的基本组织51

二、相变温度（727℃）以下时的组织和性能变化53

三、相变温度（727℃）以上时的组织和性能变化55

一、其它元素对相图的影响57

§3-6　相图应用的局限性57

二、相图没有反映时间的作用58

三、相图不能反映出组织的形态、大小和分布的均匀度59

第四章　钢的热处理60

§4-1　钢在加热、保温时的组织转变60

§4-2　钢在冷却时的组织转变62

一、奥氏体等温转变曲线63

二、奥氏体连续冷却曲线65

三、影响C曲线的主要因素66

一、淬硬性概念68

§4-3　淬硬性和淬透性68

二、淬透性概念69

三、淬透性的测定及其应用举例70

四、设计选材时如何考虑钢的淬透性72

§4-4　钢在回火时的转变73

一、回火转变的四个阶段73

二、回火时钢的性能变化74

三、合金元素对回火稳定性的影响76

§4-5　钢的退火和正火76

一、退火76

二、正火（常化）77

§4-6　钢的淬火与回火78

一、钢的淬火78

二、钢的回火81

三、钢的冰冷处理81

§4-7 C曲线的形式与热处理的关系82

一、钢的渗碳84

§4-8　钢的化学热处理84

二、渗氮（又称氮化）88

三、气体碳氮共渗89

四、气体软氮化90

§4-9　热处理的变形和开裂90

一、内应力及其变形规律90

二、零件淬火变形实例93

三、影响变形的主要因素94

四、淬火裂纹95

五、减少变形和防止裂纹的主要措施96

第五章　碳钢和合金钢102

§5-1　碳在钢中的作用102

§5-2　合金元素在钢中的作用106

§5-3　杂质元素的影响110

一、锰和硅的影响110

二、硫和磷的影响110

三、其它杂质元素的影响111

一、钢的分类112

§5-4　钢的分类和表示方法112

二、钢的表示方法113

§5-5　结构钢114

一、结构钢的合金化及其热处理115

二、同一材料的多用性116

三、易削钢简介117

四、工程结构钢117

§5-6　工具钢120

二、成分特点121

一、硬度、耐磨性与碳化物的关系121

三、热处理方法特点122

四、实例分析122

五、常用工具钢简介126

第六章　特殊性能钢128

§6-1　钢的腐蚀128

一、腐蚀的分类及其破坏形式128

二、电化学腐蚀的原因129

一、合金元素可以有效地改变二元相图的形状130

三、提高金属抗腐蚀的主要途径130

§6-2　合金元素在不锈钢中的作用130

二、几种主要合金元素在不锈钢中的作用132

§6-3　常用不锈钢的特性及其热处理134

一、铁素体类不锈钢134

二、马氏体类不锈钢137

三、奥氏体不锈钢138

四、两（复）相不锈钢142

§6-4　耐热钢及耐热合金142

一、提高钢的热稳定性的途径143

二、提高热强性的途径143

三、耐热钢合金化的特点144

四、耐热钢的选用145

五、镍基耐热合金简介146

§6-5　低温用钢146

二、影响钢冷脆性转变温度的因素148

一、钢的冷脆性评定方法148

三、低温用钢简介150

第七章　铸铁153

§7-1　铸铁和碳钢的比较153

§7-2　铸铁中的石墨化过程156

一、铸铁的石墨化过程156

二、影响石墨化程度的主要因素157

三、石墨形态的控制159

§7-3　基体组织对铸铁性能的影响160

§7-4　铸铁的牌号、性能及用途161

§7-5　蠕墨铸铁简介163

§7-6　特殊性能铸铁163

一、耐磨铸铁163

二、耐蚀铸铁164

三、耐热铸铁167

一、铝及其合金的分类和编号169

§8-1　铝及其合金169

第八章 有色金属及其合金169

二、铝的合金化170

三、形变铝合金的热处理172

四、铸造铝合金热处理工艺特点174

§8-2　铜及其合金175

一、紫铜（工业纯铜）175

二、铜的合金化176

三、铜及其合金的编号176

四、黄铜177

五、青铜179

六、白铜181

七、铜及其合金的热处理182

§8-3 钛及其合金183

一、钛的组织和性能183

二、钛合金184

一、轴承材料必须具备的特征186

§8-5　滑动轴承合金186

§8-4 铅及其合金186

二、常用的轴承合金187

§8-6　粉末冶金材料189

一、粉末冶金简介189

二、铁基结构零件189

三、含油轴承194

四、硬质合金196

一、高分子材料的基本概念200

§9-1　高分子材料的结构200

第九章　高分子材料200

二、大分子结构与形态201

三、聚集态结构及它对性能的影响202

四、高聚物的三种物理状态203

§9-2　高分子材料的性能205

一、高弹性205

二、比强度高205

四、加工成型性好206

三、隔热、绝缘、吸震、耐腐蚀、耐磨206

五、弹性模量低、极易蠕变和应力松弛207

§9-3　高分子材料的老化208

一、老化现象208

二、引起老化的主要原因208

三、防止老化的主要措施210

§9-4　常用工程塑料简介211

一、塑料的组成、分类211

二、热塑性塑料212

三、热固性塑料219

§9-5　塑料在机械工程中的应用举例221

一、塑料齿轮221

二、塑料轴承222

三、塑料在化工容器方面的使用225

§9-6　塑料在包装工业上的应用225

§9-7　橡胶在工业上的应用230

一、骨架材料232

二、颗粒材料强化橡胶233

三、橡胶-橡胶共混物233

第十章　陶瓷材料234

§10-1　硅酸盐晶体结构简介234

一、硅酸盐晶体结构特点234

二、组群状结构235

三、链状结构236

四、层状结构236

五、架状结构236

六、岛状结构237

§10-2　熔融态和玻璃态237

一、玻璃态的特性237

二、玻璃239

§10-3　陶瓷材料的力学性能240

三、玻璃纤维240

一、弹性模量高241

二、硬度高241

三、几乎没有塑性243

四、常温时脆性断裂和高温时的蠕变断裂243

五、理论断裂强度244

§10-4　陶瓷材料的抗热震性能245

一、抗热震性的评定方法245

二、内应力245

三、影响抗热震性的因素246

§10-5　陶瓷材料的电导及抗电强度247

一、材料的电阻率及其电导247

二、陶瓷材料的电导特性248

三、陶瓷材料的抗电强度249

三、透明瓷251

二、过滤陶瓷251

四、电解质瓷、低压和高压电瓷251

一、耐酸陶瓷251

§10-7　各种陶瓷简介251

§10-6　陶瓷材料的其它性能和用途251

五、高温、高强度、耐磨、耐腐蚀瓷252

六、选用和使用陶瓷材料注意事项252

第十一章　复合材料253

§11-1　概述253

§11-2　复合材料增强机理简介255

§11-3　纤维复合材料简介258

一、玻璃纤维增强塑料258

二、碳纤维-树脂复合材料259

三、植物纤维复合材料259

§11-4　复合薄膜及其复合方法简介260

一、湿法复合261

二、干法复合261

六、其他复合方法262

五、共挤出复合262

四、热熔复合262

三、挤出复合262

第十二章　机械零件的失效及材料的选用263

§12-1　选材的基本原则263

§12-2　材料的使用性能与选材264

§12-3　材料的工艺性能与选材266

一、工程材料的加工工艺路线266

二、工程材料工艺性能分析267

§12-5　零件的失效简介268

§12-4　材料的经济性与选材268

一、设计与失效269

二、材料与失效271

三、加工与失效271

§12-6　零件失效分析的一般方法273

§12-7　典型零件选材举例274

一、工程材料应用概况274

二、壳体类零件的选材274

三、轴类零件的选材及其热处理278

四、齿轮类零件的选材及其热处理279