工程材料及熱處理

本書面向高等工科院校工程應用型人才培養需求編寫，以金屬材料為重點，着重介紹了金屬材料及熱處理的基礎知識，同時介紹了常用的非金屬材料和新型材料以及工程材料的應用。本書內容包括：材料的性能，金屬材料的基礎知識，鋼的熱處理，工業用鋼及鑄鐵，有色金屬材料，非金屬材料，新型材料以及工程材料的選用等。各章後面附有習題與思考題。

本書可作為高等院校機械類或與機械類相關專業的教學用書及對應專業成人高等教育的教學用書，也可作為一般從事機械、車輛、化工、動力、電力等裝置設計、製造及質量控制方面的工程技術人員的參考用書。 ^[1] 

緒 論1

0.1工程材料與熱處理的發展概要1

0.2工程材料的分類2

0.3課程的任務、目的與要求3

第1章材料的性能4

1.1材料的力學性能4

1.1.1強度4

1.1.2塑性6

1.1.3硬度7

1.1.4韌性8

1.1.5疲勞強度10

1.2材料的物理和化學性能10

1.2.1材料的物理性能10

1.2.2材料的化學性能11

1.3材料的工藝性能12

習題與思考題13

第2章金屬材料的基礎知識14

2.1金屬與合金的晶體結構14

2.1.1金屬的理想晶體結構14

2.1.2金屬的實際晶體結構15

2.1.3合金的晶體結構17

2.2純金屬的結晶18

2.2.1純金屬的冷卻曲線與過冷現象18

2.2.2純金屬的結晶過程19

2.2.3晶粒大小對金屬力學性能的影響20

2.2.4同素異構轉變21

2.3合金的結晶22

2.3.1二元合金相圖的建立22

2.3.2二元合金相圖的基本類型23

2.3.3合金相圖與性能的關係25

2.4鐵碳合金相圖27

2.4.1鐵碳合金的基本組織與性能27

2.4.2鐵碳合金相圖29

2.5金屬的塑性變形與再結晶35

2.5.1金屬塑性變形簡介36

2.5.2冷塑性變形對金屬組織和性能的影響37

2.5.3金屬的回覆與再結晶39

2.5.4金屬的熱加工40

習題與思考題41

第3章鋼的熱處理42

3.1鋼在加熱時的轉變43

3.1.1鋼組織轉變的臨界温度43

3.1.2奧氏體化的形成43

3.1.3奧氏體晶粒長大及其控制44

3.2鋼在冷卻時的轉變45

3.2.1過冷奧氏體的等温轉變46

3.2.2過冷奧氏體的連續冷卻轉變51

3.3鋼的普通熱處理54

3.3.1鋼的退火與正火54

3.3.2鋼的淬火56

3.3.3鋼的回火61

3.4鋼的表面熱處理62

3.4.1鋼的表面淬火62

3.4.2鋼的化學熱處理65

3.5熱處理的工程應用69

3.5.1熱處理工序位置安排69

3.5.2典型零件熱處理工藝應用70

習題與思考題72

第4章工業用鋼及鑄鐵74

4.1碳鋼74

4.1.1碳鋼的成分和分類74

4.1.2碳鋼的牌號及用途75

4.2合金鋼78

4.2.1概述78

4.2.2合金結構鋼82

4.2.3合金工具鋼92

4.2.4特殊性能鋼101

4.3鑄鐵108

4.3.1鑄鐵的分類109

4.3.2鑄鐵的石墨化109

4.3.3常用鑄鐵110

習題與思考題116

第5章有色金屬材料118

5.1鋁及鋁合金118

5.1.1純鋁119

5.1.2鋁合金119

5.2銅及銅合金123

5.2.1純銅124

5.2.2銅合金124

5.3鈦及鈦合金127

5.3.1純鈦127

5.3.2鈦合金128

5.4鎂及鎂合金130

5.4.1純鎂130

5.4.2鎂合金130

5.5滑動軸承合金132

5.5.1性能要求與組織特徵132

5.5.2常用軸承合金132

5.6硬質合金134

5.6.1硬質合金的性能特點134

5.6.2常用硬質合金134

習題與思考題135

第6章非金屬材料136

6.1高分子材料136

6.1.1工程塑料136

6.1.2橡膠139

6.1.3塗料140

6.2陶瓷材料141

6.2.1陶瓷的分類141

6.2.2陶瓷的結構性能特點142

6.2.3常用工程陶瓷143

6.3常用複合材料146

6.3.1複合材料的性能特點146

6.3.2複合材料的分類147

6.3.3常用複合材料147

習題與思考題150

第7章新型材料151

7.1納米材料151

7.1.1納米材料的性質151

7.1.2納米材料的分類152

7.1.3納米材料的應用153

7.2非晶態合金154

7.2.1非晶態合金的結構特點154

7.2.2非晶態合金的性能及應用154

7.3形狀記憶合金156

7.3.1形狀記憶效應原理156

7.3.2形狀記憶合金的應用157

7.4超導材料158

7.4.1超導材料的性能特點158

7.4.2超導材料的應用159

7.5儲氫材料160

7.5.1儲氫技術原理160

7.5.2儲氫合金的應用160

7.6其他新型材料161

7.6.1超塑性合金161

7.6.2高温材料162

7.6.3電接觸材料163

7.6.4永磁材料163

7.6.5吸波材料163

7.6.6測温材料164

7.6.7仿生材料164

習題與思考題165

第8章工程材料的選用166

8.1機械零件的失效與分析166

8.1.1機械零件的失效形式166

8.1.2機械零件失效的原因和分析方法168

8.2選材的基本原則和方法169

8.2.1材料選擇的一般原則169

8.2.2材料選擇的方法和步驟170

8.3典型零件及工具的選材170

8.3.1軸類零件170

8.3.2齒輪類零件172

8.3.3彈簧173

8.3.4箱體173

8.3.5刃具174

8.3.6模具176

習題與思考題178

參考文獻179 ^[1]