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绪论 1

第1章 工程材料的力学性能 3

1.1材料的强度与塑性 3

1.1.1静载时的强度 4

1.1.2动载时的强度——疲劳强度 5

1.1.3高温强度——蠕变极限和持久强度 6

1.1.4塑性 6

1.2材料的硬度 7

1.2.1布氏硬度（Brinell hardness） 7

1.2.2洛氏硬度（Rockwell hardness） 7

1.2.3维氏硬度（Vickers hardness） 8

1.3材料的冲击韧性 9

1.3.1摆锤式一次冲击试验 9

1.3.2小能量多次冲击试验 9

1.4材料的断裂韧性（cracking toughness） 9

思考题 10

第2章 金属材料的基础知识 11

2.1金属的晶体结构 11

2.1.1晶体与非晶体 11

2.1.2金属的晶体结构 11

2.1.3金属的同素异构转变 13

2.1.4 实际金属的晶体结构 14

2.2合金的相结构 17

2.2.1合金的基本概念 17

2.2.2合金的相结构 17

2.3纯金属的结晶 18

2.3.1金属结晶的基本概念 18

2.3.2金属的冷却曲线和过冷现象 19

2.3.3纯金属的结晶过程 20

2.3.4金属晶粒的大小与控制 21

2.3.5金属的铸锭组织 22

2.4合金的结晶 23

2.4.1二元合金相图的基本知识 23

2.4.2二元相图的基本类型 24

2.4.3相图与合金性能的关系 26

2.5铁-碳合金相图 27

2.5.1铁碳合金的基本相和组织 27

2.5.2铁-碳合金相图分析 29

2.5.3铁碳合金的成分、组织和性能的变化规律 35

2.5.4铁-碳合金相图的应用 36

思考题 37

第3章 钢的热处理 38

3.1钢在加热时的组织转变 38

3.1.1奥氏体的形成 38

3.1.2奥氏体晶粒的长大及其控制 40

3.2钢在冷却时的组织转变 41

3.2.1过冷奥氏体的等温转变 42

3.2.2过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能 44

3.2.3影响过冷奥氏体等温转变曲线的因素 52

3.2.4过冷奥氏体的连续冷却转变 53

3.3钢的退火与正火 55

3.3.1退火与正火的定义、目的和分类 56

3.3.2退火和正火操作及其应用 56

3.4钢的淬火 59

3.4.1钢的淬火工艺 59

3.4.2常用淬火方法 61

3.4.3钢的淬透性（hardenability） 63

3.4.4钢的淬硬性 67

3.5钢的回火 67

3.5.1淬火钢在回火时的转变 67

3.5.2回火种类及应用 69

3.5.3回火脆性 70

3.6钢的表面淬火和化学热处理 70

3.6.1钢的表面淬火 71

3.6.2钢的化学热处理 72

3.7钢的热处理新技术 78

3.7.1可控气氛热处理和真空热处理 78

3.7.2形变热处理（ausforming） 80

3.8表面热处理新技术 81

3.8.1热喷涂技术 81

3.8.2气相沉积技术 82

3.8.3三束表面改性技术 82

思考题 84

第4章 常用金属材料 85

4.1工业用钢 85

4.1.1碳钢中的常存杂质及对性能的影响 85

4.1.2合金元素在钢中的作用 85

4.1.3钢的分类和牌号 88

4.1.4结构钢 90

4.1.5工具钢 96

4.1.6特殊性能钢 101

4.2铸铁 107

4.2.1铸铁的石墨化过程 107

4.2.2铸铁的分类及牌号 109

4.2.3常用铸铁 110

4.2.4合金铸铁 119

4.3有色金属及其合金 120

4.3.1铝及铝合金 121

4.3.2铜及铜合金 126

4.3.3钛（titanium）及钛合金 131

思考题 132

第5章 铸造成形技术 133

5.1铸造成形基本原理 133

5.1.1流动性及充型能力 133

5.1.2铸件的凝固方式 135

5.1.3铸造合金的收缩 135

5.1.4铸造应力及铸件的变形和裂纹 137

5.1.5铸件常见缺陷 139

5.2铸造成形方法 140

5.2.1砂型铸造工艺 140

5.2.2特种铸造 142

5.2.3铸造方法的选择 145

5.3铸件的结构设计 146

思考题 150

第6章 锻压成形技术 151

6.1塑性成形的基本原理 152

6.1.1金属塑性变形的实质 152

6.1.2塑性变形对金属组织结构及性能的影响 153

6.1.3金属的锻造性能 156

6.2锻造成形技术 158

6.2.1自由锻 158

6.2.2模锻 159

6.3冲压成形技术 161

6.3.1板料冲压基本工序 161

6.3.2冲压模具 165

6.4锻压成形零件的结构工艺性 166

6.4.1自由锻件的结构工艺性 166

6.4.2冲压件结构工艺性 167

6.5其他塑性成形技术 169

6.5.1挤压成形 169

6.5.2轧制成形 170

6.5.3拉拔成形 171

6.6锻压成形技术新进展 173

思考题 174

第7章 焊接成形技术 175

7.1熔化焊成形基本原理 175

7.1.1焊接热过程基础 176

7.1.2焊接化学冶金 177

7.1.3焊接接头的金属组织和性能 179

7.1.4焊接应力和变形 180

7.2常用焊接成形方法 183

7.2.1手工电弧焊 183

7.2.2其他焊接方法 187

7.3常用金属材料的焊接 192

7.3.1金属材料的焊接性 192

7.3.2常用金属材料的焊接 193

7.4焊接工艺及结构设计 195

7.5焊接缺陷与焊接质量检验 196

思考题 198

第8章 非金属材料及其成形技术 199

8.1高分子材料及其成形技术 199

8.1.1高分子材料的基本概念 199

8.1.2工程塑料及其成形技术 202

8.1.3橡胶材料及其成形技术 204

8.2陶瓷材料及其成形技术 205

8.2.1陶瓷的分类与性能 205

8.2.2常用工业陶瓷 206

8.2.3陶瓷材料的成形技术 207

8.3复合材料及其成形技术 208

思考题 209

第9章 金属零件的失效、选材及加工工艺的选择 210

9.1零件的失效分析 210

9.1.1零件失效的概念和形式 210

9.1.2机械零件失效的原因 211

9.1.3失效分析的一般过程 211

9.2选材的一般原则 212

9.2.1选用材料的一般原则 212

9.2.2选材的方法与步骤 213

9.3典型零件的选材与工艺 215

9.3.1齿轮类与轴类零件的选材分析 215

9.3.2典型零件的选材实例 216

思考题 217

参考文献 218

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