21世纪高等学校规划教材 机械工程材料

《机械工程材料》为21世纪高等学校规划教材。《机械工程材料》主要内容包括金属材料的种类与性能、金属晶体结构与结晶、相图与铁碳合金、金属的塑性变形与再结晶、钢的热处理、工业用钢、铸铁、有色金属与粉末冶金材料、非金属材料、机械零件的选材和机械工程材料实验。每个章节均设有教学提示、教学要求、小结、思考与练习。《机械工程材料》注重对学生获取知识、分析问题与解决问题能力的培养，侧重学生工程素质与创新思维能力的提高。
《机械工程材料》可作为高等工科院校和高等农林院校等机械类、近机械类各专业的教材，也可供高职高专类工科院校师生及材料工程技术人员参考。 

前言
第1章 金属材料的种类与性能
1.1 材料的种类
1.2 力学性能
1.3 物理、化学性能
1.4 工艺性能
小结
思考与练习

第2章 金属晶体结构与结晶
2.1 晶体结构
2.2 纯金属结晶
2.3 合金结晶
小结
思考与练习

第3章 相图与铁碳合金
3.1 相图的建立
3.2 Fe-Fe3C相图
3.3 典型铁碳合金的结晶度及其组织
小结
思考与练习

第4章 金属的塑性变形与再结晶
4.1 金属的塑性变形
4.2 变形金属在加热时组织和性能的变化
4.3 金属的热变形加工
小结
思考与练习

第5章 钢的热处理
5.1 钢在加热时的组织转变
5.2 钢在冷却时的组织转变
5.3 常用的退火、正火、淬火和回火工艺
5.4 表面淬火和化学热处理工艺
5.5 钢的其他热处理
小结
思考与练习

第6章 工业用钢
6.1 钢的综述
6.2 合金元素在钢中的作用
6.3 结构钢
6.4 工具钢
6.5 特殊性能钢
小结
思考与练习

第7章 铸铁
7.1 铸铁的石墨化
7.2 灰铸铁
7.3 球墨铸铁
7.4 可锻铸铁
7.5 蠕墨铸铁
7.6 合金铸铁
小结
思考与练习

第8章 有色金属与粉末冶金材料
8.1 铝合金
8.2 铜合金
8.3 轴承合金
8.4 粉末冶金
小结
思考与练习

第9章 非金属材料
9.1 高分子材料
9.2 陶瓷材料
9.3 复合材料
小结
思考与练习

第10章 机械零件的选材
10.1 机械零件的失效分析
10.2 机械零件的选材原则
10.3 机械零件选材实例
小结
思考与练习

第11章 机械工程材料实验
11.1 实验指导

实验一 铁碳合金平衡显微组织观察
实验二 碳素钢的热处理
实验三 常用金属材料的显微组织观察
实验四 工程材料综合实验

11.2 实验报告的要求及书写
附录 金相试样的制备
参考文献

    蠕变是在应力（或载荷）保持恒定的情况下，应变随时间的延长而增加的现象。其本质是在恒定应力作用下蜷曲分子链发生位移导致了不可逆塑性变形。应力松弛是指聚合物受力后在应变保持恒定的条件下，应力随时间延长而逐渐衰减的现象。例如，化工管道法兰盘橡胶密封垫圈使用一段时间后，常会因应力松弛而导致密封不严，发生泄漏。
    （2）摩擦学性能。大多数塑料的摩擦系数都较低，一般范围为0.2 ～0.4 ，而聚四氟乙烯之间的摩擦系数仅有0.04，这几乎是所有固体中大力度优惠的。所以，尽管高分子材料的硬度低于金属，但由于具有优于金属的摩擦学性能，摩擦系数低，而且有些高分子材料还有良好的自润滑性能，因而可以用来制作耐磨减摩零件，如轴承、凸轮、密封圈、活塞环和刹车片等，特别是在无润滑剂和少润滑剂的条件下，高分子材料的减摩、耐磨性能是金属材料所无法比拟的。常用于制作耐磨零件的高分子材料，如尼龙、聚四氟乙烯和高密度聚乙烯等。
    （3）热学性能。
    1）低耐热性。耐热性是指材料在高温下长期使用时保持性能不变的能力，通常以优选使用温度来表征。同金属、无机材料相比，高分子材料的耐热性还是比较低的，这也是高分子材料的不足之处。高分子材料因受热时易发生大分子链链段运动或移动而导致材料软化、熔融，所以，高分子材料的使用温度较低。大多数塑料长期使用温度一般在100℃以下，只有少数可在高于100℃的温度下使用；多数橡胶的优选使用温度一般小于200℃，少数橡胶如硅橡胶等可用到275℃，氟橡胶可用到300℃等。
    2）低导热性。高分子材料的导热性低，约为金属材料导热率的十分之一到几千分之一，因此，高分子材料的隔热性能较好。对于要求散热的制品，如摩擦部件等，就需要考虑导热率问题。
    3）高的线膨胀系数。线膨胀系数是指材料样品温度每升高1℃时的线变化率。高分子材料的线膨胀系数较大，为金属材料的3～10倍，受热时产生明显的尺寸变化。因此，在温度变化比较大的条件下，高分子材料与金属的复合还是有难度的。在设计制作与金属紧密结合的塑料制品时，应考虑其线膨胀系数，以免开裂和脱落。
    4）其他性能。除上述性能外，一般的高分子材料还具有电绝缘性及良好的化学稳定性。由于高分子材料内部无自由电子，也无足够的离子，因此大多数高分子材料具有较高的电阻系数和介电常数，如聚乙烯、聚苯乙烯和聚四氟乙烯等都是绝缘体。 ……