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《机械工程材料》主要介绍现代装备制造业中所用的机械工程材料及材料处理技术。主要内容包括材料的性能、金属的晶体结构与结晶、铁碳合金相图、钢的热处理、钢铁材料、非铁金属、非金属材料、材料的选用等。为高职高专机械类专业或近机类专业教材。

绪论1

章 工程材料的性能5

1.1 工程材料的使用性能6

1.1.1 物理性能与化学性能6

1.1.2 金属的力学性能8

1.2 工程材料的工艺性能30

1.2.1 铸造性能30

1.2.2 锻造性能（可锻性）31

1.2.3 焊接性能（可焊性）31

1.2.4 切削加工性能31

1.2.5 热处理工艺性能31

复习题一31

第2章 工程材料的组织结构33

2.1 金属的晶体结构34

2.1.1 纯金属的晶体结构34

2.1.2 合金的晶体结构37

2.2 金属的结晶39

2.2.1 结晶的条件39

2.2.2 金属的结晶过程40

2.2.3 晶粒的大小及控制40

2.3 非金属材料的结构简介41

2.3.1 高分子材料的结构41

2.3.2 陶瓷的组织结构43

复习题二44

第3章 铁碳合金相图45

3.1 铁碳合金的基本相46

3.1.1 纯铁的同素异晶转变46

3.1.2 铁碳合金的基本相47

3.2 铁碳合金相图49

3.2.1 认识铁碳合金相图50

3.2.2 典型铁碳合金的结晶过程51

3.2.3 铁碳合金成分、组织、性能之间的关系57

3.2.4 Fe-Fe3C相图的应用58

复习题三58

第4章 钢的热处理59

4.1 概述60

4.2 热处理原理61

4.2.1 钢在加热时的组织转变61

4.2.2 钢在冷却时的组织转变62

4.3 整体热处理67

4.3.1 退火67

4.3.2 正火69

4.3.3 淬火70

4.3.4 钢的回火73

4.4 表面热处理和化学热处理77

4.4.1 表面热处理77

4.4.2 化学热处理78

4.5 热处理工艺设计81

4.5.1 热处理的技术条件81

4.5.2 热处理工序位置安排83

4.6 金属材料表面处理新技术83

4.6.1 热喷涂技术83

4.6.2 气相沉积技术84

4.6.3 三束表面改性技术85

复习题四87

第5章 钢铁材料89

5.1 钢铁材料的分类90

5.1.1 钢的分类90

5.1.2 铸铁的分类92

5.1.3 钢铁及合品牌号统一数字代号93

5.2 钢铁中的元素及其作用95

5.2.1 杂质元素对钢的影响95

5.2.2 合金元素的作用96

5.3 非合金钢98

5.3.1 普通碳素结构钢98

5.3.2 优质碳素结构钢99

5.3.3 非合金工具钢102

5.3.4 铸造碳钢103

5.4 低合金钢104

5.4.1 可焊接的低合金高强度结构钢104

5.4.2 低合金耐候钢105

5.5 合金钢106

5.5.1 合金钢的牌号106

5.5.2 机械结构用合金钢108

5.5.3 滚动轴承钢111

5.5.4 合金工具钢和高速工具钢113

5.5.5 不锈钢和耐热钢116

5.5.6 奥氏体锰钢119

5.6 铸铁120

5.6.1 铸铁的石墨化过程120

5.6.2 铸铁的组织特征和性能特点121

5.6.3 常用铸铁122

复习题五127

第6章 非铁合金128

6.1 铝及铝合金129

6.1.1 工业纯铝129

6.1.2 铝合金的分类129

6.1.3 常用铝合金130

6.1.4 铝合金的热处理134

6.2 铜及铜合金135

6.2.1 纯铜135

6.2.2 铜合金136

6.3 滑动轴承合金139

6.3.1 对滑动轴承合金性能的要求139

6.3.2 轴承合金的组织139

6.3.3 常用轴承合金140

6.4 粉末冶金材料142

6.4.1 粉末冶金工艺简介142

6.4.2 粉末冶金的特点与应用143

6.4.3 典型粉末冶金材料143

复习题六147

第7章 常用非金属材料149

7.1 高分子材料150

7.1.1 橡胶150

7.1.2 塑料155

7.2 陶瓷材料157

7.2.1 陶瓷的分类158

7.2.2 陶瓷的组织结构158

7.2.3 陶瓷的性能特点159

7.2.4 常用陶瓷160

7.3 复合材料162

7.3.1 复合材料的分类162

7.3.2 复合材料的复合原则163

7.3.3 复合材料的性能特点163

7.3.4 常用复合材料165

复习题七167

第8章 新材料简介169

8.1 高温材料170

8.1.1 铁基高温合金170

8.1.2 镍基高温合金170

8.1.3 高温陶瓷材料171

8.2 形状记忆合金172

8.2.1 形状记忆效应与特性172

8.2.2 典型的形状记忆合金172

8.2.3 形状记忆合金的应用173

8.3 非晶态合金174

8.3.1 非晶态合金的结构174

8.3.2 非晶态合金的制备174

8.3.3 非晶态合金的性能与应用174

8.4 磁性材料176

8.4.1 磁材料176

8.4.2 永磁材料177

8.5 纳米材料178

8.5.1 纳米材料的分类与特性178

8.5.2 纳米材料的应用180

8.5.3 纳米复合材料181

8.6 超导材料181

8.6.1 超导材料的基本参数及特性181

8.6.2 超导材料简介182

复习题八183

第9章 零件材料的选用184

9.1 机械零件的失效185

9.1.1 失效185

9.1.2 失效的形成及原因185

9.1.3 零件的工作条件和失效分析187

9.2 零件的选材原则与步骤188

9.2.1 选择零件材料的一般原则188

9.2.2 零件材料选择的一般步骤189

9.3 典型零件的选材190

9.3.1 齿轮类零件的选材190

9.3.2 轴类零件的选材193

9.3.3 冷冲模具的选材195

9.3.4 箱体类零件的选材197

9.3.5 常用工具的选材198

复习题九198

附录 实验指导200

实验一 布氏硬度实验200

实验二 洛氏硬度实验204

实验三 冲击实验207

实验四 热处理实验210

实验五 铁碳合金室温下平衡组织金相观察214

参考文献218

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