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0 绪论1

0.1 工程材料的发展及范围1

0.2 工程材料的分类1

0.3 工程材料课程的基本任务、学习内容、目的与方法3

1 材料的力学性能4

1.1 材料的静载力学性能4

1.1.1 拉伸曲线与应力应变曲线4

1.1.2 刚度与强度5

1.1.3 塑性6

1.1.4 硬度7

1.2 材料的动载力学性能10

1.2.1 冲击韧性10

1.2.2 疲劳强度11

1.3 材料的断裂韧性12

1.4 材料的高、低温力学性能13

1.4.1 高温力学性能13

1.4.2 低温力学性能13

1.5 材料的磨损性能14

1.5.1 黏着磨损14

1.5.2 磨料磨损14

1.5.3 疲劳磨损14

1.5.4 腐蚀磨损14

复习思考题15

2 材料的结构16

2.1 纯金属的晶体结构16

2.1.1 晶体结构的基本概念16

2.1.2 常见金属的晶格类型17

2.1.3 单晶体的各向异性与多晶体的各向同性19

2.1.4 实际金属的结构19

2.2 合金的晶体结构22

2.2.1 合金概述22

2.2.2 固溶体23

2.2.3 金属间化合物24

2.3 非金属材料的结构24

2.3.1 高分子材料的结构24

2.3.2 大分子间的作用力25

2.3.3 大分子链的柔顺性25

2.3.4 高分子材料的聚集态26

2.3.5 陶瓷材料的结构26

复习思考题28

3 金属的结晶29

3.1 纯金属的结晶29

3.1.1 纯金属结晶的条件29

3.1.2 纯金属结晶的一般过程30

3.1.3 晶粒大小及其控制31

3.1.4 同素异构转变32

3.1.5 铸锭组织33

3.2 合金的结晶34

3.2.1 二元合金相图的建立35

3.2.2 二元合金相图的基本类型36

3.3 二元相图的应用39

3.3.1 根据相图判断合金的力学性能和物理性能39

3.3.2 根据相图判断合金的铸造性40

3.3.3 根据相图判断合金的热处理工艺可能性40

复习思考题40

4 铁碳合金42

4.1 铁碳合金相图42

4.1.1 铁碳合金中的基本相42

4.1.2 铁碳合金相图分析43

4.2 典型铁碳合金的平衡结晶过程45

4.2.1 铁碳合金分类45

4.2.2 典型铁碳合金平衡结晶过程分析46

4.2.3 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响50

4.2.4 铁碳合金相图的应用52

4.3 碳钢53

4.3.1 钢中常存杂质元素对钢的性能的影响53

4.3.2 钢锭的种类54

4.3.3 碳钢的分类、编号和用途55

复习思考题60

5 钢的热处理62

5.1 钢在加热时的转变62

5.1.1 奥氏体的形成62

5.1.2 奥氏体晶粒的长大及影响因素63

5.2 钢在冷却时的转变64

5.2.1 珠光体类型转变64

5.2.2 贝氏体类型转变65

5.2.3 马氏体类型转变67

5.2.4 过冷奥氏体连续冷却转变曲线68

5.3 钢的普通热处理71

5.3.1 钢的退火与正火71

5.3.2 钢的淬火72

5.3.3 钢的回火76

5.4 钢的表面热处理78

5.4.1 钢的表面淬火79

5.4.2 钢的化学热处理80

5.5 热处理缺陷及防止方法83

5.5.1 过热和过烧83

5.5.2 氧化和脱碳84

复习思考题84

6 工业用钢86

6.1 碳素钢及其应用86

6.1.1 普通碳素结构钢86

6.1.2 优质碳素结构钢86

6.1.3 碳素工具钢87

6.1.4 铸钢88

6.2 合金结构钢及其应用88

6.2.1 合金结构钢的分类与编号88

6.2.2 合金渗碳钢88

6.2.3 合金调质钢89

6.2.4 合金弹簧钢91

6.2.5 滚动轴承钢92

6.3 其他常用合金结构钢94

6.3.1 低合金结构钢94

6.3.2 易切削结构钢95

6.4 合金工具钢及其应用95

6.4.1 合金工具钢的分类和编号95

6.4.2 低合金刃具钢95

6.4.3 高速钢97

6.4.4 合金冷作模具钢100

6.4.5 合金热作模具钢101

6.4.6 合金量具钢102

复习思考题103

7 铸铁104

7.1 概论104

7.1.1 铸铁的成分、性能和应用特点104

7.1.2 铸铁的石墨化过程104

7.1.3 影响铸铁石墨化的因素105

7.2 灰口铸铁105

7.3 可锻铸铁107

7.4 球墨铸铁108

7.5 蠕墨铸铁110

7.6 特殊性能铸铁111

7.6.1 耐磨铸铁111

7.6.2 耐热铸铁111

7.6.3 耐蚀铸铁112

复习思考题112

8 有色金属及其合金113

8.1 铝及铝合金113

8.1.1 工业纯铝113

8.1.2 铝合金114

8.2 铜及铜合金117

8.2.1 工业纯铜117

8.2.2 铜合金117

8.3 钛合金119

8.3.1 纯钛120

8.3.2 钛合金120

8.3.3 功能钛合金121

8.4 轴承合金122

8.4.1 对滑动轴承的性能要求122

8.4.2 组织特征122

8.4.3 常用的轴承合金、牌号及应用122

复习思考题123

9 高分子材料124

9.1 工程塑料124

9.1.1 概论124

9.1.2 塑料材料125

9.1.3 功能塑料133

9.2 合成纤维135

9.2.1 概述135

9.2.2 合成纤维136

9.3 合成橡胶139

9.3.1 橡胶的组成及分类139

9.3.2 橡胶的性能140

9.3.3 橡胶材料141

9.4 胶黏剂143

9.4.1 胶黏剂的组成及分类144

9.4.2 常用胶黏剂145

9.4.3 胶黏剂的选用147

复习思考题148

10 工程材料的选择与应用150

10.1 选材的基本原则、过程和方法150

10.1.1 选材的基本原则150

10.1.2 选材的基本过程153

10.1.3 选材方法155

10.2 汽车用材158

10.2.1 汽车用金属材料159

10.2.2 汽车用塑料161

10.2.3 汽车用橡胶161

10.2.4 汽车用陶瓷材料162

10.2.5 汽车用复合材料163

10.3 机床用材163

10.3.1 机身、底座用材163

10.3.2 齿轮用材163

10.3.3 轴类零件用材164

10.3.4 螺纹连接件用材164

10.3.5 螺旋传动件用材164

10.3.6 蜗轮传动用材165

10.3.7 滑动轴承材料165

10.3.8 机床其他零件用材166

10.4 仪器仪表用材166

10.4.1 壳体材料167

10.4.2 轴类零件用材167

10.4.3 凸轮用材167

10.4.4 齿轮用材167

10.4.5 蜗轮、蜗杆用材168

10.4.6 功能材料168

复习思考题168

11 工程材料的分析与实验169

实验一 金属的显微分析法169

实验二 碳钢和铸铁在平衡状态下的显微组织174

实验三 钢的热处理及其对组织和性能的影响177

参考文献182