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绪论1

第1章 金属材料的性能5

1.1 使用性能5

1.1.1 力学性能5

1.1.2 物理性能13

1.1.3 化学性能14

1.2 工艺性能14

思考题15

第2章 金属材料的结构及结晶16

2.1 金属键及金属的特性16

2.1.1 金属键16

2.1.2 金属的特性16

2.2 金属的晶体结构17

2.2.1 晶体结构的基本概念17

2.2.2 三种典型的晶体晶格19

2.2.3 金属的实际晶体结构21

2.2.4 合金的晶体结构25

2.3 纯金属的结晶26

2.3.1 纯金属的冷却曲线和过冷现象27

2.3.2 纯金属的结晶过程27

2.3.3 金属晶粒大小的控制29

2.3.4 金属的同素异构转变31

2.3.5 结晶理论的应用32

思考题34

第3章 金属材料的组织性能控制36

3.1 合金相图36

3.1.1 相图的建立36

3.1.2 相图的基本类型37

3.1.3 铁碳合金相图46

3.2 金属的塑性加工60

3.2.1 金属的塑性变形61

3.2.2 塑性变形对金属组织和性能的影响66

3.2.3 回复与再结晶68

3.2.4 金属的热加工70

3.3 钢的热处理72

3.3.1 热处理原理73

3.3.2 热处理工艺81

思考题94

第4章 工业常用金属材料96

4.1 黑色金属96

4.1.1 碳钢96

4.1.2 合金钢101

4.1.3 铸钢与铸铁122

4.2 有色金属及新型金属材料132

4.2.1 铝及铝合金132

4.2.2 铜及铜合金135

4.2.3 钛及钛合金137

4.2.4 镁及镁合金138

4.2.5 滑动轴承合金140

4.2.6 新型金属材料简介141

思考题142

第5章 高分子材料143

5.1 概述143

5.1.1 基本概念143

5.1.2 命名和分类143

5.1.3 高分子的合成反应146

5.1.4 高分子材料的结构与性能146

5.2 通用高分子材料148

5.2.1 塑料148

5.2.2 橡胶152

5.2.3 纤维154

5.2.4 涂料和黏合剂155

5.3 功能高分子材料157

思考题158

第6章 陶瓷材料159

6.1 陶瓷材料的组织结构159

6.2 陶瓷材料的性能160

6.2.1 陶瓷的力学性能160

6.2.2 陶瓷的热性能161

6.2.3 陶瓷的其他性质161

6.3 陶瓷材料的工艺制备过程162

6.3.1 坯料制备162

6.3.2 成型162

6.3.3 烧成与烧结163

6.4 常用陶瓷材料163

思考题164

第7章 复合材料165

7.1 概述165

7.1.1 命名和分类165

7.1.2 增强机制165

7.1.3 性能特点167

7.2 聚合物基复合材料167

7.3 金属基复合材料169

7.4 碳基复合材料169

7.5 陶瓷基复合材料170

思考题170

第8章 机械零件的失效分析与选材171

8.1 机械零件的失效分析171

8.1.1 零件的失效形式171

8.1.2 零件的失效原因173

8.1.3 失效分析的步骤、方法173

8.2 选材的一般原则173

8.3 齿轮类零件的选材与工艺175

8.3.1 齿轮的性能要求175

8.3.2 齿轮的用材特点175

8.3.3 典型齿轮选材具体实例176

8.4 轴类零件的选材与工艺177

8.4.1 轴类零件的性能要求177

8.4.2 轴类零件的用材特点177

8.4.3 典型轴类零件的具体实例177

8.5 火电厂锅炉主要设备用钢及事故分析178

8.5.1 受热面管、蒸汽管道178

8.5.2 汽包188

8.5.3 其他锅炉部件190

8.6 火电厂汽轮机主要设备用钢及事故分析192

8.6.1 汽轮机叶片192

8.6.2 汽轮机转子、主轴和叶轮等锻件195

8.6.3 汽轮发电机转子、无磁性护环和磁性环锻件198

8.6.4 高温紧固件200

8.6.5 其他汽轮机部件203

思考题207

附录一 材料科学与工程发展里程碑208

附录二 金属热处理工艺分类及代号209

附录三 材料牌号211

参考文献246