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绪论1

第1章 工程材料的性能2

1.1 静载荷时材料的力学性能2

1.1.1 强度、刚度和塑性2

1.1.2 硬度4

1.2 动载荷时材料的力学性能6

1.2.1 冲击韧性6

1.2.2 疲劳抗力7

1.3 材料的物理、化学及工艺性能7

1.3.1 物理性能7

1.3.2 化学性能8

1.3.3 工艺性能8

思考题9

第2章 金属材料基础知识10

2.1 金属的组织结构与结晶10

2.1.1 金属的晶体结构和组织10

2.1.2 金属的结晶12

2.2 合金的相结构与结晶13

2.2.1 合金的基本概念13

2.2.2 合金的相结构与组织14

2.2.3 合金的结晶15

2.3 金属的塑性变形和强化18

2.3.1 金属的塑性变形18

2.3.2 金属的强化20

思考题21

第3章 铁碳合金23

3.1 铁碳合金的基本相23

3.1.1 纯铁的同素异晶转变23

3.1.2 铁碳合金的基本相23

3.2 铁碳合金状态图24

3.2.1 Fe-Fe3C状态图概述25

3.2.2 碳钢的结晶过程与组织转变26

3.2.3 白口铸铁结晶过程简介28

3.2.4 铁碳合金的性能以及状态图的应用28

3.3 非合金钢（碳钢）29

3.3.1 钢材生产过程30

3.3.2 杂质对碳钢性能的影响30

3.3.3 碳钢的分类、牌号和用途31

思考题35

第4章 钢的热处理36

4.1 钢热处理时组织转变36

4.1.1 钢加热时奥氏体的形成36

4.1.2 奥氏体冷却时的组织转变38

4.2 钢的退火与正火43

4.2.1 钢的退火43

4.2.2 钢的正火46

4.2.3 退火与正火的应用46

4.3 钢的淬火与回火47

4.3.1 钢的淬火47

4.3.2 淬火钢的回火50

4.3.3 淬火钢的冷处理52

4.3.4 钢的淬硬性与淬透性52

4.4 钢的表面热处理与化学热处理54

4.4.1 表面热处理54

4.4.2 化学热处理56

4.5 钢的热处理缺陷及淬火件的结构工艺性59

4.5.1 常见的热处理缺陷59

4.5.2 淬火件的结构工艺性60

4.6 热处理技术条件与工序位置61

4.6.1 热处理技术条件61

4.6.2 热处理工序位置安排62

思考题65

第5章 合金钢69

5.1 合金元素在钢中的作用69

5.1.1 固溶强化铁素体69

5.1.2 形成合金碳化物70

5.1.3 细化奥氏体晶粒70

5.1.4 稳定奥氏体70

5.1.5 阻碍马氏体分解71

5.2 合金钢的分类和牌号表示方法73

5.2.1 合金钢的分类73

5.2.2 合金钢的牌号表示法73

5.3 合金结构钢74

5.3.1 机器用合金结构钢74

5.3.2 工程用合金结构钢82

5.4 合金工具钢83

5.4.1 合金刃具钢83

5.4.2 高速工具钢84

5.4.3 合金模具钢87

5.5 特殊性能钢90

5.5.1 不锈钢90

5.5.2 高锰耐磨钢92

5.5.3 耐热钢93

思考题93

第6章 铸铁95

6.1 铸铁的分类及碳的石墨化95

6.1.1 铸铁的分类95

6.1.2 铸铁中碳的石墨化95

6.2 灰铸铁97

6.2.1 灰铸铁的成分、组织与性能97

6.2.2 灰铸铁的牌号与应用98

6.2.3 灰铸铁的热处理98

6.3 球墨铸铁99

6.3.1 球墨铸铁的成分、组织与性能99

6.3.2 球墨铸铁的牌号和应用100

6.3.3 球墨铸铁的热处理100

6.4 其他铸铁101

6.4.1 可锻铸铁101

6.4.2 蠕墨铸铁102

6.4.3 合金铸铁103

思考题104

第7章 非铁金属材料及金属的表面处理105

7.1 铝及铝合金105

7.1.1 工业纯铝105

7.1.2 铝合金105

7.2 铜及铜合金110

7.2.1 工业纯铜110

7.2.2 铜合金110

7.3 钛及钛合金113

7.3.1 工业纯钛113

7.3.2 钛合金113

7.4 轴承合金115

7.4.1 轴承合金的性能和组织特点115

7.4.2 常用轴承合金115

7.5 粉末冶金材料117

7.5.1 硬质合金117

7.5.2 其他粉末冶金材料119

7.6 金属的表面处理119

7.6.1 金属表面强化处理119

7.6.2 金属表面防腐处理122

7.6.3 金属表面装饰处理123

思考题124

第8章 非金属材料与复合材料125

8.1 高分子材料的基础知识125

8.1.1 高分子化合物的概念125

8.1.2 分子链的结构、特性与化学反应125

8.1.3 高分子材料的力学状态126

8.1.4 高分子材料的分类127

8.2 高分子材料127

8.2.1 塑料127

8.2.2 橡胶129

8.2.3 合成胶粘剂130

8.3 陶瓷131

8.3.1 陶瓷的分类与组成131

8.3.2 常用工业陶瓷132

8.4 复合材料133

8.4.1 复合材料的组成与分类133

8.4.2 复合材料的特性133

8.4.3 常用复合材料134

思考题134

第9章 工程材料的选用135

9.1 零件的失效135

9.1.1 失效及其形式135

9.1.2 失效的原因136

9.2 选材的原则、步骤及方法136

9.2.1 选材的原则136

9.2.2 选材的步骤及方法137

9.3 常用机械零件的选材140

9.3.1 齿轮类零件的选材140

9.3.2 轴类零件的选材142

9.3.3 弹簧类零件的选材144

9.3.4 其他典型机械零件的选材146

9.4 典型工模具的选材148

9.4.1 典型刀具的选材148

9.4.2 量具的选材149

9.4.3 典型模具的选材150

思考题155

附录157

附录Ⅰ 黑色金属硬度及强度的换算表157

附录Ⅱ 常用钢的热处理规范160

附录Ⅲ 热处理技术条件用的符号162

附录Ⅳ 常用钢的临界淬透直径163

附录Ⅴ 接触疲劳强度与表面硬度、材料、热处理的关系164

附录Ⅵ 典型冷作模具及热作模具用钢165

参考文献169