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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