機械工程材料

全書圍繞著“結構/成分、性質、合成/加工、效能(使用性能)”這條主線，系統地介紹了鋼鐵、有色金屬、高分子和陶瓷等工程材料的基礎理論和應用知識，力求做到深入淺出，讓讀者對工程材料的種類、特性和應用有一個全面的了解，最終達到能夠根據機械零件的服役條件和失效形式合理選用工程材料的初步能力。

本書可作為高等院校機械類和近機械類各專業的教材使用，也可作為其他工科專業的選修課程教材或供有關工程技術人員參考。

1 緒論

1.1 材料的概念、分類及在人類社會發展進程中的地位和作用1.1.1 材料的概念和分類

1.1.2 材料在人類社會發展進程中的地位和作用

1.2 材料科學與工程的內容及相互關係

1.3 材料的發展

1.3.1 傳統材料的改進

1.3.2 新材料的開發

1.4 材料與機械工程

1.4.1 材料與機械工程的關係

1.4.2 機械工程材料

1.4.3 機械工程材料的主要內容

習題

2 材料的力學性能

2.1 概述

2.2 靜載力學性能

2.2.1 拉伸試驗

2.2.2 彈性和剛度

2.2.3 強度

2.2.4 塑性

2.2.5 真實應力應變

2.2.6 形變強化模數和形變強化指數

2.2.7 強度與塑性、韌性之間的關係

2.2.8 影響斷裂的因素

2.3 硬度試驗

2.3.1 布氏硬度

2.3.2 洛氏硬度

2.3.3 維氏硬度

2.4 衝擊韌性

2.4.1 衝擊試驗

2.4.2 冷脆轉變

2.5 斷裂韌性

2.6 疲勞

2.7 高溫力學性能

2.8 材料力學性能的變異

習題

3 晶體結構與結晶

3.1 金屬的晶體結構

3.1.1 晶體的概念

3.1.2 晶系

3.1.3 晶向指數

3.1.4 晶面指數

3.1.5 常見的金屬晶體結構

3.1.6 單晶體的各向異性

3.2 實際金屬結構

3.2.1 多晶體結構

3.2.2 晶體缺陷

3.3 金屬的結晶

3.3.1 金屬結晶的概念

3.3.2 金屬的結晶過程

3.3.3 影響生核與長大的因素

3.3.4 難熔雜質、振動和攪拌的影響

3.3.5 金屬的同素異構轉變

3.3.6 金屬鑄錠組織與缺陷

習題

4 金屬的塑性變形與再結晶

4.1 金屬的塑性變形

4.1.1 單晶體的塑性變形

4.1.2 多晶體的塑性變形

4.2 塑性變形對金屬組織和性能的影響

4.3 變形金屬在加熱時的組織和性能的變化

4.4 金屬的熱加工

4.4.1 熱加工的概念

4.4.2 熱加工的優點和缺點

4.5 超塑性

4.5.1 超塑性的概念

4.5.2 超塑性的歷史及發展

4.5.3 超塑性的分類及工藝特點

4.5.4 典型的超塑性材料

4.5.5 超塑性的應用

習題

5 二元合金

5.1 合金相結構

5.1.1 固溶體

5.1.2 金屬間化合物

5.2 二元合金相圖

5.2.1 合金相圖概述

5.2.2 二元合金相圖

5.3 合金性能與相圖的關係

習題

6 鐵碳合金

6.1 鐵碳合金的相結構與性能

6.2 鐵碳合金相圖

6.2.1 相圖分析

6.2.2 典型合金的結晶過程

6.2.3 含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響

6.3 碳鋼

6.3.1 常存雜質對碳鋼性能的影響

6.3.2 碳鋼的分類

6.3.3 碳鋼的編號和用途

習題

7 鋼的熱處理

7.1 概述

7.2 鋼加熱時的奧氏體的轉變

7.2.1 奧氏體的形成（以共析鋼為例）

7.2.2 影響奧氏體化的因素

7.2.3 奧氏體晶粒在加熱時的生長

7.2.4 不同奧氏體晶粒度的應用

7.3 奧氏體在冷卻過程中的分解

7.3.1 等溫轉變曲線

7.3.2 過冷奧氏體轉變產物的組織與性能

7.4 鋼的退火

7.5 鋼的正火

7.6 鋼的淬火

7.6.1 淬火溫度的選擇和加熱時間

7.6.2 淬火介質

7.6.3 鋼的淬透性

7.6.4 淬火的方法

7.7 鋼的回火

7.7.1 淬火鋼回火時組織和性能的變化

7.7.2 回火的分類及應用

7.7.3 回火脆性

7.8 鋼的表面淬火

7.8.1 感應加熱表面淬火

7.8.2 火焰加熱表面淬火

7.9 鋼的化學熱處理

7.9.1 滲碳

7.9.2 氮化

7.9.3 碳氮共滲

習題

8 合金鋼

8.1 合金元素在鋼中的作用

8.1.1 合金元素對鋼中基本相的影響

8.1.2 合金元素對FeFe3C相圖的影響

8.1.3 合金元素對熱處理的影響

8.1.4 常用的各種合金元素對合金鋼的力學性能影響

8.2 合金的強韌化機理

8.2.1 合金的強化

8.2.2 材料強化應用舉例

8.2.3 合金的韌化

8.3 合金鋼的分類和編號方法

8.3.1 合金鋼的分類

8.3.2 合金鋼的編號

8.4 合金結構鋼

8.4.1 低合金高強度結構鋼

8.4.2 滲碳鋼

8.4.3 調質鋼

8.4.4 彈簧鋼

8.4.5 滾動軸承鋼

8.4.6 易切削鋼

8.4.7 滲氮鋼

8.4.8 超高強度鋼

8.5 合金工具鋼

8.5.1 合金刃具鋼

8.5.2 合金模具鋼

8.5.3 量具用鋼

8.5.4 新型合金工具鋼

8.6 特殊性能鋼及合金

8.6.1 不鏽鋼

8.6.2 耐熱鋼

8.6.3 耐磨鋼

習題

9 鑄鐵

9.1 鑄鐵的石墨化

9.2 鑄鐵分類

9.2.1 按碳存在的形式分類

9.2.2 按化學成分分類

9.3 普通灰鑄鐵

9.3.1 灰鑄鐵的化學成分、組織、性能及用途

9.3.2 灰鑄鐵的孕育處理及孕育鑄鐵

9.3.3 灰鑄鐵的熱處理

9.4 可鍛鑄鐵

9.4.1 可鍛鑄鐵的組織與性能

9.4.2 可鍛鑄鐵分類

9.4.3 可鍛鑄鐵的牌號及用途

9.5 球墨鑄鐵

9.5.1 球墨鑄鐵的化學成分

9.5.2 球墨鑄鐵的組織和性能

9.5.3 球墨鑄鐵的牌號及用途

9.5.4 球墨鑄鐵的熱處理

9.6 合金鑄鐵

9.6.1 耐磨鑄鐵

9.6.2 耐熱鑄鐵

9.6.3 耐蝕鑄鐵

習題

10 有色金屬及其合金

10.1 鋁及其合金

10.1.1 純鋁

10.1.2 鋁合金

10.2 銅及其合金

10.2.1 純銅

10.2.2 銅合金

10.3 鎂及鎂合金

10.3.1 純鎂

10.3.2 鎂合金

10.4 鈦及鈦合金

10.4.1 純鈦

10.4.2 鈦合金

10.5 軸承合金

10.5.1 軸承合金性能要求和組織特點

10.5.2 常用軸承合金

習題

11 高分子材料

11.1 概述

11.1.1 高分子材料的基本概念

11.1.2 高分子化合物的結構

11.1.3 高分子化合物的物理狀態

11.1.4 高分子化合物的力學行為

11.1.5 高分子材料的性能特點

11.2 工程塑料

11.2.1 塑料的性能特點

11.2.2 塑料的組成

11.2.3 塑料的分類

11.2.4 常用工程塑料的性能和用途

11.3 橡膠

11.3.1 橡膠的特性和應用

11.3.2 橡膠的組成

11.3.3 橡膠的分類

11.3.4 常用橡膠材料

11.4 合成纖維

11.5 膠黏劑

11.5.1 膠結特點

11.5.2 膠黏劑的組成

11.5.3 膠黏劑的表示方法及分類原則

11.5.4 膠黏劑的選擇

11.5.5 常用膠黏劑

11.6 塗料

11.6.1 塗料的作用

11.6.2 塗料的組成

11.6.3 常用塗料

習題

12 先進材料

12.1 概述

12.1.1 先進材料發展的歷史和社會地位

12.1.2 先進材料研究與應用現狀

12.1.3 先進材料發展前景的展望

12.2 納米材料

12.2.1 納米科學技術

12.2.2 納米材料的性能及用途

12.3 複合材料

習題

13 材料的選用及加工路線

13.1 機械零件的失效

13.1.1 零件失效分析

13.1.2 零件變形失效分析及選材

13.1.3 零件斷裂失效分析與選材

13.1.4 零件表面損傷失效分析與選材

13.2 材料選用的一般原則

13.2.1 使用性能原則

13.2.2 工藝性能原則

13.2.3 經濟性原則

13.3 典型零件的選材與加工工藝

13.3.1 齒輪選材

13.3.2 軸類零件選材

13.3.3 箱體類選材

13.3.4 彈簧選材

13.3.5 刃具選材

習題

參考文獻