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第一章 工程材料及其性能1

1-1 材料的性能与设计1

1-2 工程材料类别5

一、金属与合金5

二、高分子材料6

三、陶瓷材料7

四、复合材料7

1-3 材料的价格及可得性8

第二章 工程材料的内部结构10

2-1 原子之间的结合键10

一、一次键10

二、二次键11

2-2 固体中的原子排列12

一、晶体的原子排列12

二、聚合物中的原子排列15

三、非晶态玻璃的原子排列与玻璃化转变15

四、固态材料的密度16

2-3 晶体材料的显微组织18

一、纯金属的组织18

二、合金的组织19

三、合金状态图与组织20

四、加工工艺与组织21

第三章 常用工程材料简介24

3-1 钢铁材料24

一、铁—碳状态图和慢冷时的组织与性能24

二、钢的热处理26

三、合金钢31

四、铸铁34

3-2 非铁金属材料35

一、铝及铝合金35

二、铜及铜合金37

三、钛合金及镁合金37

3-3 非金属材料38

一、工程陶瓷38

二、高分子材料40

三、复合材料43

第四章 弹性模量与刚度45

4-1 材料的弹性模量45

一、应力与应变45

二、弹性模量的指标47

三、弹性模量的测定方法47

四、弹性模量的数据48

4-2 弹性模量的物理本质50

一、晶体材料的弹性模量50

二、聚合物的弹性模量52

三、复合材料的弹性模量52

4-3 实例分析53

一、望远镜的反射镜材料选择54

二、梁的材料选择56

第五章 强度与塑性58

5-1 工程材料的应力—应变行为58

一、弹性行为58

二、望性行为59

三、强度与塑性指标60

四、硬度试验61

五、工程材料的强度与塑性数据61

5-2 晶体中的位错与屈服63

一、理想晶体的强度63

二、晶体中的位错与滑移64

三、位错密度和强度67

四、位错阻力与屈服强度67

5-3 提高工程材料强度的途径68

一、提高金属材料强度的途径68

二、提高陶瓷、高分子材料强度的途径70

5-4 实例分析71

一、弹簧材料的弹性设计71

二、压力容器材料的选择73

第六章 断裂韧性75

6-1 韧断与脆断的基本概念75

6-2 快速断裂的能量判据77

6-3 快速断裂时的裂纹扩展机理79

一、塑性撕裂79

二、解理80

三、复合材料的断裂81

6-4 快速断裂的实例分析81

一、模具失效81

二、压力容器的安全设计83

6-5 根据断裂韧性选材84

第七章 疲劳86

7-1 疲劳失效行为86

一、无裂纹构件的疲劳行为87

二、带裂纹构件的疲劳行为88

7-2 疲劳的内部过程（机理）89

一、疲劳裂纹的形成89

二、疲劳裂纹的发展89

7-3 提高材料疲劳性能的途径90

一、材料的静强度与疲劳性能90

二、材料的冶金质量90

三、构件的应力集中91

四、表面处理及残余内应力状态91

7-4 实例分析92

一、喷油泵凸轮轴驱动端的断裂与防止92

二、蒸汽机安全寿命估算93

第八章 蠕变与断裂95

8-1 工程材料的蠕变95

一、蠕变现象95

二、蠕变试验和蠕变曲线96

三、蠕变后果97

四、蠕变损伤与断裂98

8-2 蠕变与扩散98

8-3 蠕变机制99

8-4 蠕变设计的实例分析100

一、对燃气轮机叶片的性能要求101

二、镍基超合金101

8-5 根据蠕变抗力选材102

第九章 氧化与腐蚀104

9-1 材料的高温氧化（干腐蚀）104

一、氧化物的形成能（氧化能）104

二、氧化速率104

三、微观机理106

9-2 材料的电化学腐蚀（湿腐蚀）107

一、电化学腐蚀反应过程108

二、电化学腐蚀的驱动力109

三、电化学腐蚀速率110

四、金属的局部腐蚀110

五、介质与应力联合作用下的腐蚀111

9-3 改善材料腐蚀抗力的措施112

一、改善介质的腐蚀条件112

二、电化学保护112

三、耐蚀合金113

四、表面涂层113

五、合理选材115

9-4 实例分析115

一、燃气轮机叶片的抗氧化性能与保护115

二、水线腐蚀现象117

三、紧固件材料的选用117

第十章 摩擦和磨损119

10-1 摩擦与磨损的基本概念119

一、摩擦119

二、润滑120

10-2 材料的磨损121

一、粘着磨损121

二、磨料磨损122

10-3 摩擦与磨损的实例分析123

一、滑动轴承的设计与选材123

二、高摩擦力的橡胶轮胎124

10-4 提高磨损抗力的途径125

一、选用耐磨材料125

二、热处理125

三、表面处理126

第十一章 工程材料的选用128

11-1 各种工程材料的力学性能比较128

一、陶瓷的力学性能128

二、高分子材料的力学性能130

三、复合材料的力学性能131

四、各类材料性能的比较表133

11-2 工程材料的选用134

一、安全可靠性134

二、经济性135

三、制造方法135

11-3 汽车中的选材问题136

一、汽车的能耗136

二、汽车材料的选用137

11-4 对现阶段各种工程材料的评价140