工程材料

緒論(1)

第1章材料的性能(4)

1.1靜態力學性能(4)

1.1.1強度、剛度和塑性(4)

1.1.2硬度(6)

1.2動態力學性能(9)

1.3其他性能(11)

思考與練習(13)

第2章金屬的結構與塑性變形(15)

2.1純金屬的晶體結構(15)

2.1.1晶體結構的基本概念(15)

2.1.2常見金屬的晶格類型(16)

2.1.3晶體的同素異構現象(18)

2.1.4單晶體的各向異性與多晶體的各向同性(19)

2.1.5實際金屬的結構(19)

2.2合金的晶體結構(23)

2.2.1合金概述(23)

2.2.2固溶體(24)

2.2.3金屬間化合物(26)

2.3金屬的冷變形行為(26)

2.3.1單晶體金屬的塑性變形(26)

2.3.2實際金屬的塑性變形(30)

2.4冷變形金屬對金屬組織和性能的影響(31)

2.4.1塑性變形對金屬組織結構的影響(31)

2.4.2塑性變形對金屬性能的影響(33)

2.5冷變形金屬在加熱時組織和性能的變化(34)

2.5.1回覆(34)

2.5.2再結晶(35)

2.5.3晶粒長大(38)

2.6金屬的熱變形加工(39)

思考與練習(41)

第3章金屬的結晶與二元合金相圖(42)

3.1金屬的結晶及其控制(42)

3.1.1結晶概述(42)

3.1.2金屬的結晶過程(43)

3.1.3晶粒的大小及控制(46)

3.1.4鑄錠的凝固組織(47)

3.2二元合金相圖的建立及其意義(48)

3.3二元合金相圖的基本類型及槓桿定律(50)

3.3.1勻晶相圖(50)

3.3.2共晶相圖(52)

3.3.3包晶相圖(57)

3.3.4其他相圖(58)

3.3.5合金的性能與相圖的關係(60)

思考與練習(62)

第4章鐵碳合金(63)

4.1鐵碳合金相圖及其分析和應用(63)

4.1.1鐵碳合金中的基本相與組織(64)

4.1.2FeFe3C相圖分析(64)

4.1.3典型合金結晶過程分析(66)

4.1.4碳對鐵碳合金組織和性能的影響(70)

4.1.5FeFe3C相圖的應用和侷限性(72)

4.2非合金鋼(73)

4.2.1鋼中的元素(74)

4.2.2非合金鋼的牌號、性能和用途(75)

思考與練習(83)

第5章金屬熱處理(85)

5.1鋼受熱時的轉變(85)

5.2鋼在冷卻時的轉變(88)

5.2.1過冷奧氏體等温轉變曲線(89)

5.2.2過冷奧氏體連續轉變曲線(98)

5.3鋼的退火與正火(99)

5.3.1退火和正火的目的(99)

5.3.2退火工藝及其應用(100)

5.3.3正火工藝及其應用(102)

5.4鋼的淬火(102)

5.4.1淬火的目的(102)

5.4.2淬火的一般工藝(103)

5.4.3常用的淬火方法(105)

5.5鋼的回火(107)

5.5.1回火的目的(107)

5.5.2淬火鋼回火時的組織轉變和產物(107)

5.5.3淬火鋼回火時的性能變化(109)

5.5.4回火的種類及應用(110)

5.5.5自身回火淬火法(111)

5.6鋼的淬透性(112)

5.7鋼的表面淬火(116)

5.7.1感應加熱表面淬火(116)

5.7.2火焰加熱表面淬火(118)

5.7.3激光加熱表面淬火(118)

5.8鋼的化學熱處理(119)

5.8.1滲碳(119)

5.8.2滲氮(122)

5.8.3氣體碳氮共滲(123)

5.9熱處理注意事項(124)

思考與練習(128)

第6章合金鋼(129)

6.1合金鋼中的元素(129)

6.1.1合金元素在鋼中的存在形式和對基本相的影響(130)

6.1.2合金元素對鐵碳合金相圖的影響(132)

6.1.3合金元素對鋼熱處理組織轉變的影響(133)

6.1.4合金元素對鋼力學性能的影響(136)

6.1.5合金元素對鋼工藝性能的影響(139)

6.2合金結構鋼及其應用(140)

6.2.1合金滲碳鋼(140)

6.2.2合金調質鋼(143)

6.2.3合金彈簧鋼(148)

6.2.4高碳鉻軸承鋼(151)

6.2.5其他常用合金結構鋼(153)

6.3合金工模具鋼及其應用(160)

6.3.1低合金量具刃具鋼(160)

6.3.2高速工具鋼(161)

6.3.3冷作模具鋼(167)

6.3.4熱作模具鋼(170)

6.3.5量具用合金鋼(173)

6.3.6其他合金工模具鋼(175)

6.4特殊性能鋼及其應用(175)

6.4.1不鏽鋼(175)

6.4.2耐熱鋼及耐熱合金(182)

6.4.3耐磨鋼(187)

思考與練習(191)

第7章鑄鐵(193)

7.1鑄鐵的石墨化和分類(193)

7.1.1鑄鐵的石墨化(193)

7.1.2鑄鐵的分類(194)

7.2灰鑄鐵(196)

7.2.1影響灰鑄鐵組織和性能的因素(198)

7.2.2灰鑄鐵的熱處理(200)

7.3球墨鑄鐵(200)

7.3.1球墨鑄鐵的化學成分和球化處理(200)

7.3.2球墨鑄鐵的牌號、組織和性能(201)

7.3.3球墨鑄鐵的熱處理(202)

7.4其他鑄鐵(204)

7.4.1可鍛鑄鐵(204)

7.4.2蠕墨鑄鐵(206)

7.4.3特殊性能鑄鐵(207)

思考與練習(209)

第8章非鐵金屬及合金(210)

8.1鋁及鋁合金(210)

8.1.1純鋁及其應用(210)

8.1.2鋁合金及其應用(211)

8.2銅及銅合金(218)

8.2.1工業純銅及其應用(218)

8.2.2銅合金及其應用(219)

8.3滑動軸承合金(223)

8.3.1滑動軸承的工作條件及對性能、組織的要求(223)

8.3.2各類滑動軸承合金應用簡介(224)

8.4鈦及鈦合金(226)

8.4.1純鈦及其應用(226)

8.4.2鈦合金及其應用(227)

8.5粉末冶金材料及其應用(228)

8.5.1粉末冶金工藝(228)

8.5.2粉末冶金技術的應用(229)

8.5.3粉末冶金材料——硬質合金及其應用(230)

思考與練習(230)

第9章非金屬材料及其應用(232)

9.1高分子材料(232)

9.1.1高分子化合物的組成和分類(232)

9.1.2高分子材料的命名及分類(233)

9.1.3塑料(235)

9.1.4合成橡膠與合成纖維(241)

9.1.5合成膠黏劑和塗料(243)

9.2工業陶瓷(245)

9.2.1陶瓷材料的分類(246)

9.2.2常用工程陶瓷及其應用(246)

思考與練習(248)

第10章現代新型材料及其應用(249)

10.1複合材料(249)

10.2其他新型材料(254)

10.2.1形狀記憶合金(254)

10.2.2非晶態合金(257)

10.2.3納米材料(260)

10.2.4阻尼合金(264)

10.2.5超導材料(265)

思考與練習(266)

第11章機械零件的選材與失效分析(267)

11.1機械零件的失效分析(267)

11.2機械零件選材的基本原則及分析(270)

11.2.1選材的基本原則(270)

11.2.2機械零件強度與材料力學性能的關係(273)

11.3常用機械零件的選材及加工路線(275)

11.3.1軸類零件(275)

11.3.2齒輪類零件(278)

11.3.3彈簧類零件(282)

11.3.4箱體支承類零件(283)

11.3.5儀表殼體類零件(284)

11.3.6常用機械的主要零件的選材(284)

思考與練習(289)

附錄A鋼鐵金屬硬度與強度的換算表(290)

附錄B淬火鋼回火温度與硬度的關係(294)

附錄C常用塑料、複合材料縮寫代號(295)

附錄D機械工程材料實驗(296)

參考文獻(309) ^[2] 

徐自立，男，1964年生，工學博士，教授，中共黨員。機械工程與控制學院金工系教師。湖北省鑄造學會理事、湖北省金工學會會員、華中科技大學出版社工程材料及機械製造基礎編委會成員。美國威斯康辛州立大學訪問歸國學者。碩士導師，華中科技大學合作博導。湖北省高新科技項目評委，武漢市科技局評委，河南省科技獎評委，江西省專利獎評委。 近年來發表論文30餘篇，其中被SCI、EI收錄15篇。主持完成省部級課題5項，參加國*級項目3項。主編全國範圍內使用的“21世紀高等學校工程材料及機械製造工藝基礎系列教材”1本、“十二五規劃教材”2本。參編教材5本。獲湖北省教學成果二等獎1項。授權專利2項。指導碩士研究生8名，在華中科技大學聯合指導博士研究生4名。 本科授課課程有《工程材料》(雙語)、《機械製造工程基礎I》(原金屬工藝學，雙語)、《機械製造基礎》、《工程材料及加工》、《C語言程序設計》、《工業設計造型材料及加工工藝》、《計算機應用基礎》等。研究生授課課程有《現代工程材料性能及其製造技術》、《材料成形計算機模擬》、《熱彈性力學》等。 ^[2]