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简介
《普通高等学校机械设计制造及其自动化专业新编系列教材：工程材料》是机械设计制造及其自动化专业本科系列教材的一本。作为一名主要从事机械设计制造的工程技术人员，必须具有合理选择、正确使用材料的能力。各种机器零件、工程结构的设计离不开对各类工程材料分类、牌号、性能（包括使用性能和工艺性能）、组织、用途等相关知识内容的了解；机器零件的失效、工程结构的破坏分析也必然涉及对材料的分析，正确的分析结论和相应的改进措施的提出则有赖于现场工程技术人员对材料内部组织结构变化规律的深入认识和研究。因此，工程材料一直是机械设计制造及其自动化专业必修的一门重要技术基础课。
全书12章，前8章为金属材料部分，其中第1-4章讲述金属学基本知识，介绍有关金属材料的基本现象、基本概念、材料变化基本规律等问题，是合理选择、使用、强化金属材料的理论基础；第5章包括钢的热处理原理与工艺两部分，着重阐述钢在不同工艺条件下的组织转变规律，在此基础上，介绍钢的常用热处理工艺及在改善或强化钢的组织性能中的作用；第6、7、8章注意运用金属学与热处理原理方面的基本知识，对常用的工业用钢、铸铁、有色金属及合金进行了较系统全面的分析介绍，因此第5-8章，更是全书的重点。
目录
1 金属的结构和结晶
1.1 金属的特征
1.2 金属的晶体结构
1.2.1 晶体与非晶体
1.2.2 纯金属的晶体结构
1.2.3 金属晶体中晶面和晶向的表示
1.2.4 金属晶体的各向异性
1.3 实际金属晶体中的晶体缺陷
1.3.1 点缺陷
1.3.2 位错
1.3.3 面缺陷
1.4 金属结晶的基本概念
1.4.1 液态金属的结构
1.4.2 结晶过程的宏观现象
1.4.3 金属结晶的微观基本过程
1.4.4 金属结晶的热力学条件
1.5 形核和长大
1.5.1 均质形核和异质形核
1.5.2 晶体的生长
1.6 晶粒大小控制
1.6.1 增大金属过冷度
1.6.2 孕育（变质）处理
本章小结
习题
2 二元合金的相图及结晶
2.1 合金中的相
2.1.1 固溶体
2.1.2 金属间化合物
2.2 二元合金相图的建立
2.2.1 二元相图表示方法
2.2.2 相图的测定
2.2.3 二元合金相图的使用
2.3 匀晶相图
2.3.1 相图分析
2.3.2 合金的结晶过程
2.3.3 合金凝固时的成分过冷现象
2.4 共晶相图
2.4.1 相图分析
2.4.2 典型合金的平衡结晶
2.5 包晶相图
2.5.1 相图分析
2.5.2 典型合金的平衡结晶过程
2.6 组元间形成稳定化合物的相图
2.7 由二元相图判断合金的性能
2.7.1 合金的力学性能和物理性能
2.7.2 合金的铸造性能
2.7.3 相图的局限性
本章小结
习题
3 铁碳合金和铁碳相图
3.1 Fe-Fe3C系合金的组元与基本相
3.1.1 组元
3.1.2 基本相
3.2 Fe-Fe3C相图
3.2.1 Fe-Fe3C相图中的恒温转变
3.2.2 三条特征曲线
3.3 铁碳合金的平衡结晶
3.3.1 工业纯铁（1）
3.3.2 共析钢（2）
3.3.3 亚共析钢（3）
3.3.4 过共析钢（4）
3.3.5 共晶白口铁（5）
3.3.6 亚共晶白口铁（6）
3.3.7 过共晶白口铁（7）
3.4 含碳量对铁碳合金组织与力学性能的影响
3.4.1 对平衡组织的影响
3.4.2 对力学性能的影响
3.5 钢中的杂质元素
3.5.1 硅和锰的影响
3.5.2 钢中其他杂质的影响
3.6 金属铸锭宏观组织
3.6.1 铸锭三晶区
3.6.2 铸锭（或铸件）晶粒组织对质量和性能的影响
3.6.3 影响铸件（或铸锭）晶粒组织的因素
3.6.4 铸件（或铸锭）的缺陷
本章小结
习题
4 金属及合金的塑性变形和再结晶
4.1 金属及合金的（冷）塑性变形
4.1.1 应力应变曲线和力学性能指标
4.1.2 单晶体金属的塑性变形
4.1.3 多晶体金属的塑性变形
4.1.4 合金的塑性变形
4.2 塑性变形对金属组织和性能的影响
4.2.1 组织结构的变化
4.2.2 对性能的影响
4.2.3 产生（残余）内应力
4.3 金属及合金的回复与再结晶
4.3.1 回复
4.3.2 再结晶
4.3.3 晶粒长大
4.3.4 再结晶退火和再结晶图
4.4 金属的热加工
4.4.1 金属热加工的概念
4.4.2 热加工对金属组织和性能的影响
4.4.3 热加工金属晶粒组织控制
4.5 固态金属中的扩散
4.5.1 扩散的微观机制
4.5.2 菲克扩散定律
4.5.3 影响扩散的主要因素
本章小结
习题
5 钢的热处理
5.1 钢在加热时的转变
5.1.1 奥氏体的形成过程
5.1.2 影响奥氏体形成速度的因素
5.1.3 奥氏体晶粒大小及其影响因素
5.2 钢在冷却时的转变
5.2.1 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线
5.2.2 过冷奥氏体转变及其产物的组织形态与性能
5.2.3 影响过冷奥氏体等温转变的因素
5.2.4 过冷奥氏体连续冷却转变曲线
5.3 钢的退火和正火
5.3.1 退火目的及工艺
5.3.2 正火目的及工艺
5.4 钢的淬火
5.4.1 率火加热温度
5.4.2 淬火冷却介质
5.4.3 淬火冷却方法
5.5 钢的回火
5.5.1 淬火钢在回火时的转变与回火组织
5.5.2 回火钢的性能
5.5.3 火种类
5.5.4 火脆性
5.6 钢的淬透性
5.6.1 淬透性的概念
5.6.2 淬透性的测定及表示方法
5.6.3 淬透性曲线的应用
5.6.4 淬透性与机械设计
5.7 钢的表面淬火
5.7.1 感应加热表面淬火
5.7.2 火焰加热表面淬火
5.8 钢的化学热处理
5.8.1 化学热处理的基本过程
5.8.2 钢的渗碳
5.8.3 钢的氮化
5.8.4 钢的氰化
本章小结
习题
6 合金钢
6.1 概述
6.1.1 合金元素对钢中基本相的影响
6.1.2 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
6.1.3 合金元素对钢在加热和冷却时转变的影响
6.1.4 合金钢的分类
6.2 合金结构钢
6.2.1 合金结构钢的牌号表示方法
6.2.2 普通低合金结构钢
6.2.3 易切削钢
6.2.4 渗碳钢
6.2.5 调质钢
6.2.6 弹簧钢
6.2.7 滚动轴承钢
6.3 合金工具钢
6.3.1 合金工具钢的牌号表示方法
6.3.2 刃具钢
6.3.3 模具钢
6.3.4 量具钢
6.4 特殊性能钢
6.4.1 特殊性能钢的牌号表示方法
6.4.2 不锈钢
6.4.3 耐热钢
6.4.4 耐磨钢
本章小结
习题
7 铸铁
7.1 概述
7.1.1 铸铁的成分和特点
7.1.2 铸铁的石墨化过程
7.2 常用铸铁
7.2.1 灰口铸铁
7.2.2 可锻铸铁
7.2.3 球墨铸铁
7.2.4 特殊性能铸铁
本章小结
9 高分子材料
9.1 概述
9.2 高分子材料的结构
9.3 高分子材料的基本性能
9.4 工程塑料的基本组成与成型
9.5 常用工程塑料及其应用
9.6 合成橡胶
本章小结
习题
10 陶瓷材料
10.1 概述
10.2 陶瓷材料的几种典型结构
10.3 陶瓷的显微结构
10.4 陶瓷材料的性能
10.5 陶瓷材料的脆性与增韧
10.6 工程陶瓷材料及应用
本章小结
习题
11 复合材料
11.1 概述
11.2 复合材料的性能特点
11.3 树脂基复合材料
11.4 金属基复合材料
11.5 其他类型的复合材料
本章小结
习题
12 材料的机械性能及机械零件的失效与选材分析
12.1 材料承受静荷载时的机械性能
12.2 材料承受动载荷时的机械性能
12.3 材料承受变载荷时的机械性能
12.4 材料的断裂韧性
12.5 材料的蠕变
12.6 材料的摩擦与磨损
12.7 零件的失效分析
12.8 材料选择的一般原则
12.9 热处理零件的结构工艺性
12.10 典型零件的选材和工艺分析
本章小结
习题
参考文献
1.1 金属的特征
1.2 金属的晶体结构
1.2.1 晶体与非晶体
1.2.2 纯金属的晶体结构
1.2.3 金属晶体中晶面和晶向的表示
1.2.4 金属晶体的各向异性
1.3 实际金属晶体中的晶体缺陷
1.3.1 点缺陷
1.3.2 位错
1.3.3 面缺陷
1.4 金属结晶的基本概念
1.4.1 液态金属的结构
1.4.2 结晶过程的宏观现象
1.4.3 金属结晶的微观基本过程
1.4.4 金属结晶的热力学条件
1.5 形核和长大
1.5.1 均质形核和异质形核
1.5.2 晶体的生长
1.6 晶粒大小控制
1.6.1 增大金属过冷度
1.6.2 孕育（变质）处理
本章小结
习题
2 二元合金的相图及结晶
2.1 合金中的相
2.1.1 固溶体
2.1.2 金属间化合物
2.2 二元合金相图的建立
2.2.1 二元相图表示方法
2.2.2 相图的测定
2.2.3 二元合金相图的使用
2.3 匀晶相图
2.3.1 相图分析
2.3.2 合金的结晶过程
2.3.3 合金凝固时的成分过冷现象
2.4 共晶相图
2.4.1 相图分析
2.4.2 典型合金的平衡结晶
2.5 包晶相图
2.5.1 相图分析
2.5.2 典型合金的平衡结晶过程
2.6 组元间形成稳定化合物的相图
2.7 由二元相图判断合金的性能
2.7.1 合金的力学性能和物理性能
2.7.2 合金的铸造性能
2.7.3 相图的局限性
本章小结
习题
3 铁碳合金和铁碳相图
3.1 Fe-Fe3C系合金的组元与基本相
3.1.1 组元
3.1.2 基本相
3.2 Fe-Fe3C相图
3.2.1 Fe-Fe3C相图中的恒温转变
3.2.2 三条特征曲线
3.3 铁碳合金的平衡结晶
3.3.1 工业纯铁（1）
3.3.2 共析钢（2）
3.3.3 亚共析钢（3）
3.3.4 过共析钢（4）
3.3.5 共晶白口铁（5）
3.3.6 亚共晶白口铁（6）
3.3.7 过共晶白口铁（7）
3.4 含碳量对铁碳合金组织与力学性能的影响
3.4.1 对平衡组织的影响
3.4.2 对力学性能的影响
3.5 钢中的杂质元素
3.5.1 硅和锰的影响
3.5.2 钢中其他杂质的影响
3.6 金属铸锭宏观组织
3.6.1 铸锭三晶区
3.6.2 铸锭（或铸件）晶粒组织对质量和性能的影响
3.6.3 影响铸件（或铸锭）晶粒组织的因素
3.6.4 铸件（或铸锭）的缺陷
本章小结
习题
4 金属及合金的塑性变形和再结晶
4.1 金属及合金的（冷）塑性变形
4.1.1 应力应变曲线和力学性能指标
4.1.2 单晶体金属的塑性变形
4.1.3 多晶体金属的塑性变形
4.1.4 合金的塑性变形
4.2 塑性变形对金属组织和性能的影响
4.2.1 组织结构的变化
4.2.2 对性能的影响
4.2.3 产生（残余）内应力
4.3 金属及合金的回复与再结晶
4.3.1 回复
4.3.2 再结晶
4.3.3 晶粒长大
4.3.4 再结晶退火和再结晶图
4.4 金属的热加工
4.4.1 金属热加工的概念
4.4.2 热加工对金属组织和性能的影响
4.4.3 热加工金属晶粒组织控制
4.5 固态金属中的扩散
4.5.1 扩散的微观机制
4.5.2 菲克扩散定律
4.5.3 影响扩散的主要因素
本章小结
习题
5 钢的热处理
5.1 钢在加热时的转变
5.1.1 奥氏体的形成过程
5.1.2 影响奥氏体形成速度的因素
5.1.3 奥氏体晶粒大小及其影响因素
5.2 钢在冷却时的转变
5.2.1 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线
5.2.2 过冷奥氏体转变及其产物的组织形态与性能
5.2.3 影响过冷奥氏体等温转变的因素
5.2.4 过冷奥氏体连续冷却转变曲线
5.3 钢的退火和正火
5.3.1 退火目的及工艺
5.3.2 正火目的及工艺
5.4 钢的淬火
5.4.1 率火加热温度
5.4.2 淬火冷却介质
5.4.3 淬火冷却方法
5.5 钢的回火
5.5.1 淬火钢在回火时的转变与回火组织
5.5.2 回火钢的性能
5.5.3 火种类
5.5.4 火脆性
5.6 钢的淬透性
5.6.1 淬透性的概念
5.6.2 淬透性的测定及表示方法
5.6.3 淬透性曲线的应用
5.6.4 淬透性与机械设计
5.7 钢的表面淬火
5.7.1 感应加热表面淬火
5.7.2 火焰加热表面淬火
5.8 钢的化学热处理
5.8.1 化学热处理的基本过程
5.8.2 钢的渗碳
5.8.3 钢的氮化
5.8.4 钢的氰化
本章小结
习题
6 合金钢
6.1 概述
6.1.1 合金元素对钢中基本相的影响
6.1.2 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响
6.1.3 合金元素对钢在加热和冷却时转变的影响
6.1.4 合金钢的分类
6.2 合金结构钢
6.2.1 合金结构钢的牌号表示方法
6.2.2 普通低合金结构钢
6.2.3 易切削钢
6.2.4 渗碳钢
6.2.5 调质钢
6.2.6 弹簧钢
6.2.7 滚动轴承钢
6.3 合金工具钢
6.3.1 合金工具钢的牌号表示方法
6.3.2 刃具钢
6.3.3 模具钢
6.3.4 量具钢
6.4 特殊性能钢
6.4.1 特殊性能钢的牌号表示方法
6.4.2 不锈钢
6.4.3 耐热钢
6.4.4 耐磨钢
本章小结
习题
7 铸铁
7.1 概述
7.1.1 铸铁的成分和特点
7.1.2 铸铁的石墨化过程
7.2 常用铸铁
7.2.1 灰口铸铁
7.2.2 可锻铸铁
7.2.3 球墨铸铁
7.2.4 特殊性能铸铁
本章小结
9 高分子材料
9.1 概述
9.2 高分子材料的结构
9.3 高分子材料的基本性能
9.4 工程塑料的基本组成与成型
9.5 常用工程塑料及其应用
9.6 合成橡胶
本章小结
习题
10 陶瓷材料
10.1 概述
10.2 陶瓷材料的几种典型结构
10.3 陶瓷的显微结构
10.4 陶瓷材料的性能
10.5 陶瓷材料的脆性与增韧
10.6 工程陶瓷材料及应用
本章小结
习题
11 复合材料
11.1 概述
11.2 复合材料的性能特点
11.3 树脂基复合材料
11.4 金属基复合材料
11.5 其他类型的复合材料
本章小结
习题
12 材料的机械性能及机械零件的失效与选材分析
12.1 材料承受静荷载时的机械性能
12.2 材料承受动载荷时的机械性能
12.3 材料承受变载荷时的机械性能
12.4 材料的断裂韧性
12.5 材料的蠕变
12.6 材料的摩擦与磨损
12.7 零件的失效分析
12.8 材料选择的一般原则
12.9 热处理零件的结构工艺性
12.10 典型零件的选材和工艺分析
本章小结
习题
参考文献
工程材料[电子资源.图书]
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