工程材料

本书根据教育部高等学校工科基础课程教学指导委员会于2019年颁布的《高等学校工科基础课程教学基本要求》，并吸取多年课程改革成果与实践经验编写而成，以工程材料的化学成分、组织结构、工艺、性能与应用的基本理论及其相互关系为主线，简化了工程材料的基本理论，突出了工程材料的性能及其在工程实践中的应用。本书共12章，包括绪论、工程材料的性能、材料的结构与组织、金属材料的塑性变形与强化、钢的热处理、工业用钢、铸铁材料、有色金属材料、非金属材料、复合材料、新型工程材料、工程材料的选用。每章都附有适量的思考题，附录部分节选了工程实践中常用的相关资料，可供读者学习和应用时参考。本书可作为普通高等学校机械类和近机械类专业的教材，也可供有关工程技术人员学习、参考。

前言第0章绪论101材料概述102材料与机械工程203本课程的内容、学习目的和要求2第1章工程材料的性能411材料的力学性能4111材料的静载力学性能4112材料的动态力学性能9113材料的高、低温性能1212材料的物理性能和化学性能13121材料的物理性能13122材料的化学性能1413材料的工艺性能15思考题16第2章材料的结构与组织1721材料的结构17211晶体结构的基本概念17212常见的晶体结构类型18213实际晶体与缺陷2122金属的凝固与结晶组织24221金属的结晶24222金属的结构与组织2723铁碳合金36231纯铁与铁碳合金中的相37232铁碳合金相图39233铁碳合金成分、组织与性能的关系及应用46思考题49第3章金属材料的塑性变形与强化5031单晶体的塑性变形50311滑移51312孪生5332多晶体的塑性变形5433塑性变形对材料组织与性能的影响55331冷塑性变形对金属组织与性能的影响55332冷塑性变形金属加热时的组织与性能变化57333金属的热加工6034金属材料的强化机制61思考题62第4章钢的热处理6341钢的热处理概述6342钢在加热和冷却时的组织转变64421钢在加热时的组织转变64422钢的冷却及组织转变6843钢的普通热处理77431钢的退火与正火77432钢的淬火79433钢的淬透性和淬硬性82434钢的回火8444钢的表面热处理87441钢的表面淬火87442钢的化学热处理90443钢的激光热处理9445钢的热处理新工艺95451深冷处理95452可控气氛热处理96453真空热处理97454形变热处理98455计算机控制热处理99456高能表面热处理10046钢的热处理缺陷与防止100思考题103第5章工业用钢10551钢的分类与牌号107511钢的分类107512钢材的分类108513钢的牌号11052钢的主要成分及其对组织和性能的影响111521碳钢的主要成分及其对组织和性能的影响111522合金钢的主要成分及其对组织和性能的影响11353常用结构钢120531工程结构用钢121532机械结构用钢12554常用工模具钢138541刃具模具用非合金钢139542刃具用合金钢141543模具用合金钢148544量具用合金钢15255特殊性能钢152551不锈钢153552耐热钢156553耐磨钢159554低温用钢159思考题160第6章铸铁材料16161铸铁的石墨化16162铸铁的分类16363常用铸铁164631灰铸铁165632可锻铸铁168633球墨铸铁170634蠕墨铸铁17364合金铸铁174641耐磨铸铁174642耐热铸铁175643耐蚀铸铁175思考题176第7章有色金属材料17771铝及其合金177711纯铝177712铝合金178713铝合金热处理18072铜及其合金182721纯铜182722铜合金183723铜合金热处理18573轴承合金18774其他有色金属及其合金189741钛及其合金189742镁及其合金190743锌及其合金191思考题192第8章非金属材料19381高分子材料193811概述193812常用高分子材料19582陶瓷材料209821概述209822陶瓷材料的结构和性能210823陶瓷的生产工艺与粉末冶金211824常用陶瓷材料213思考题218第9章复合材料21991复合材料的组成和分类22092增强材料及复合增强原理221921增强材料221922复合增强原理22393常用复合材料223931树脂基复合材料223932金属基复合材料226933陶瓷基复合材料228934其他类型复合材料228思考题229第10章新型工程材料230101梯度功能材料2301011梯度功能材料的制备2311012梯度功能材料的应用232102纳米材料2321021纳米材料的制备2331022常见纳米材料及其应用234103形状记忆合金235104非晶态合金236105阻尼合金237106未来新型工程材料的发展237思考题238第11章工程材料的选用239111零件失效分析2391111零件失效的基本形式2391112零件失效的原因240112选用材料的一般原则241113材料选择的一般过程242114典型零件的选材及工艺分析2431141轴类零件2431142齿轮类零件2461143箱体类零件2481144外壳类零件2501145弹簧类零件2501146材料选择趋势251思考题252附录常用力学性能符号及铝合金牌号253参考文献257