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第1章 材料的结构 1

1.1 原子结合键和结合能 1

1.1.1 原子结合键 2

1.1.2 结合能 5

1.2 相结构 7

1.2.1 相概念及其分类 7

1.2.2 三种常见的晶体结构 9

1.2.3 晶向指数和晶面指数 13

1.2.4 晶体缺陷 19

1.2.5 合金相结构 23

1.2.6 高分子的相结构 26

1.3 组织结构 29

1.3.1 单相组织 30

1.3.2 双相组织 31

1.3.3 织态结构 33

1.3.4 成分-工艺-组织-性能关系 34

第2章 材料的力学性能 37

2.1 弹性变形 38

2.1.1 弹性变形性能指标 38

2.1.2 弹性变形机理 38

2.1.3 影响因素 39

2.2 永久变形 40

2.2.1 强度、塑性和韧性 40

2.2.2 金属单晶体的塑性变形 43

2.2.3 金属多晶体的塑性变形 50

2.2.4 金属强化原理 53

2.2.5 黏弹性变形 56

2.3 材料的断裂 58

2.3.1 断裂的类型及断口特征 58

2.3.2 缺口效应、冲击韧性和断裂韧性 61

2.3.3 低应力延时断裂 64

2.3.4 磨损 68

2.4 硬度 70

2.4.1 布氏硬度 71

2.4.2 洛氏硬度 71

第3章 合金的结晶和合金化原理 73

3.1 扩散现象和扩散定律 73

3.1.1 扩散现象 73

3.1.2 扩散定律 74

3.2 纯金属的结晶 76

3.2.1 结晶的热力学条件 77

3.2.2 形核和长大 78

3.2.3 同素异构转变 79

3.3 二元合金的结晶 80

3.3.1 二元合金结晶的热力学条件和相图 80

3.3.2 匀晶转变 84

3.3.3 恒温转变 89

3.3.4 固态相变 92

3.3.5 Fe-C合金 96

3.4 合金化原理 103

3.4.1 有色金属合金化原理 103

3.4.2 钢铁合金化原理 107

第4章 金属热处理 111

4.1 合金的固溶和时效 112

4.1.1 定义 112

4.1.2 组织和性能变化 112

4.1.3 应用 114

4.2 奥氏体的形成 115

4.2.1 共析钢奥氏体（A）形成过程 115

4.2.2 亚（过）共析钢奥氏体形成过程 117

4.2.3 奥氏体等温形成动力学 117

4.2.4 奥氏体的晶粒度 118

4.2.5 影响奥氏体形成的因素 119

4.3 过冷奥氏体等温转变 122

4.3.1 过冷奥氏体等温转变图（TTT图） 122

4.3.2 影响等温转变图形状和位置的因素 124

4.3.3 珠光体的组织与性能 127

4.3.4 贝氏体的组织与性能 131

4.3.5 马氏体的组织和性能 134

4.4 连续冷却转变和钢的淬透性 139

4.4.1 过冷奥氏体连续冷却转变图 139

4.4.2 钢的淬透性 140

4.5 金属的退火和正火 143

4.5.1 退火 143

4.5.2 正火 150

4.6 淬火和回火 152

4.6.1 淬火 152

4.6.2 回火 155

4.7 表面淬火 166

4.7.1 感应加热表面淬火 166

4.7.2 其他表面淬火方法 168

4.8 化学热处理 169

4.8.1 钢的渗碳 169

4.8.2 钢的渗氮 173

4.8.3 复合渗 174

第5章 金属材料 177

5.1 机器零件用钢 177

5.1.1 渗碳钢 177

5.1.2 调质钢 180

5.1.3 弹簧钢 184

5.1.4 滚动轴承钢 186

5.2 刃具钢 188

5.2.1 碳素及低合金刃具钢 189

5.2.2 高速钢和硬质合金 191

5.3 模具钢 195

5.3.1 热作模具钢 195

5.3.2 冷作模具钢 196

5.4 不锈钢和耐热钢 198

5.4.1 不锈钢 198

5.4.2 耐热钢 200

5.5 耐磨材料 202

5.5.1 高锰钢 202

5.5.2 高铬铸铁 203

5.6 铸铁 204

5.6.1 灰铸铁 204

5.6.2 可锻铸铁 206

5.6.3 球墨铸铁 207

5.6.4 蠕墨铸铁 209

5.7 常用有色金属材料 210

5.7.1 铝合金 210

5.7.2 铜合金 213

5.7.3 钛合金 215

5.7.4 镁合金 216

5.7.5 滑动轴承合金 219

第6章 非金属材料 222

6.1 工程塑料 222

6.1.1 塑料的组成和分类 222

6.1.2 热塑性塑料及应用 223

6.1.3 热固性塑料及应用 225

6.2 工程橡胶 226

6.2.1 橡胶的组成和性能 226

6.2.2 常用橡胶材料及应用 227

6.3 工程陶瓷 228

6.3.1 陶瓷材料概述 228

6.3.2 常用工程陶瓷及应用 230

6.4 复合材料 231

6.4.1 复合材料概述 231

6.4.2 常用复合材料 232

附录1知识巩固题参考答案 234

附录2作业题 236

参考文献 249