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Chapter 0 绪论1

0.1 材料科学与工程1

0.2 材料的分类3

0.3 工程中的材料3

Questions and discussions4

重点内容概述4

Chapter 1 材料的性能5

1.1 材料的力学性能5

1.1.1 材料的强度与塑性5

1.1.2 硬度8

1.1.3 冲击韧性10

1.1.4 疲劳11

1.1.5 断裂韧性12

1.1.6 滞弹性14

1.2 材料的物理性能14

1.2.1 密度14

1.2.2 热性能15

1.3 材料的化学性能17

1.3.1 腐蚀17

1.3.2 氧化18

1.4 材料的工艺性能19

1.4.1 铸造性19

1.4.2 锻造性22

1.4.3 连接工艺23

1.4.4 机加工性25

Questions and discussions25

重点内容概述26

Chapter 2 材料的结构28

2.1 材料的原子结构28

2.1.1 离子键28

2.1.2 共价键29

2.1.3 金属键29

2.1.4 范德瓦尔斯键30

2.2 材料的晶体结构30

2.2.1 晶格和晶胞31

2.2.2 典型的金属晶体结构32

2.3 晶体缺陷34

2.3.1 点缺陷34

2.3.2 线缺陷35

2.3.3 面缺陷和体缺陷36

2.4 扩散37

2.4.1 扩散机制37

2.4.2 扩散速率38

2.4.3 影响扩散的因素39

Questions and discussions39

重点内容概述40

Chapter 3 相平衡和相图41

3.1 纯金属的结晶过程42

3.1.1 纯金属的冷却曲线42

3.1.2 液体金属中晶体的形核与生长42

3.1.3 同素异构转变43

3.2 二元系相图44

3.2.1 二元匀晶相图44

3.2.2 二元共晶相图46

3.2.3 二元包晶相图50

3.2.4 具有金属间化合物的二元相图51

3.2.5 二元共析相图52

3.2.6 分析相图的一般原则52

3.3 铁-碳相图53

3.3.1 铁-碳相图分析53

3.3.2 典型铁-碳合金的平衡结晶过程54

3.3.3 碳含量对铁-碳合金微观组织与性能的影响60

3.4 实际条件下的凝固62

3.4.1 实际凝固后的晶粒尺寸62

3.4.2 匀晶转变过程中的枝晶偏析62

3.4.3 伪共晶转变63

3.4.4 实际铸锭的微观组织64

Questions and discussions65

重点内容概述66

Chapter 4 塑性变形与强化68

4.1 纯金属的塑性变形68

4.1.1 单晶体的塑性变形及应变强化68

4.1.2 多晶体金属的塑性变形71

4.1.3 形变强化和细晶强化72

4.2 合金的塑性变形73

4.2.1 单相合金的塑性变形及固溶强化73

4.2.2 多相合金的塑性变形及第二相强化74

4.3 塑性变形过程中的微观组织变化74

Questions and discussions75

重点内容概述76

Chapter 5 热过程的结构与微观组织转变77

5.1 回复与再结晶77

5.1.1 冷变形金属在加热过程中的组织与性能变化77

5.1.2 再结晶温度79

5.1.3 再结晶后晶粒度80

5.1.4 金属的热加工81

5.2 钢在加热过程中的奥氏体化82

5.3 钢在冷却过程中的转变83

5.3.1 过冷奥氏体的转变过程83

5.3.2 转变图90

5.4 钢的退火与正火94

5.4.1 退火94

5.4.2 正火96

5.5 钢的淬火与回火97

5.5.1 淬火97

5.5.2 回火103

5.6 表面处理106

5.6.1 表面硬化106

5.6.2 其他表面处理108

Questions and discussions113

重点内容概述113

Chapter 6 工程用钢115

6.1 引言115

6.2 钢的分类117

6.2.1 普通碳钢117

6.2.2 合金钢118

6.3 钢中合金元素的作用120

6.3.1 硬化120

6.3.2 固溶强化121

6.3.3 沉淀强化121

6.3.4 耐蚀性122

6.3.5 奥氏体或铁素体稳定化122

6.4 钢的种类123

6.4.1 以力学性能为主的钢123

6.4.2 以化学性能为主的钢147

6.4.3 以物理性能为主的钢157

6.4.4 以工艺性能为主的钢159

Questions and discussions165

重点内容概述167

Chapter 7 铸铁169

7.1 铸铁的石墨化169

7.1.1 铁-渗碳体和铁-石墨相图169

7.1.2 铸铁的石墨化169

7.1.3 影响石墨化的因素170

7.2 铸铁的特点171

7.2.1 铸铁的微观组织171

7.2.2 铸铁的性能172

7.3 铸铁的分类172

7.3.1 灰铸铁173

7.3.2 可锻铸铁175

7.3.3 球墨铸铁177

7.3.4 蠕墨铸铁179

Questions and discussions180

重点内容概述181

Chapter 8 有色金属及合金182

8.1 铝及铝合金182

8.1.1 一般描述与性能182

8.1.2 铝合金的热处理183

8.1.3 铝合金的分类184

8.2 铜及铜合金187

8.2.1 一般描述与性能187

8.2.2 铜合金的分类188

8.3 钛及钛合金191

8.3.1 一般描述与性能191

8.3.2 钛合金的分类192

8.4 镁及镁合金194

8.4.1 一般描述与性能194

8.4.2 镁合金的分类195

8.5 其他有色金属及合金196

8.5.1 镍及镍合金196

8.5.2 铅及铅合金197

8.5.3 锡及锡合金197

8.5.4 锌及锌合金198

8.5.5 锆及锆合金198

8.5.6 高熔点合金199

8.5.7 高温合金199

8.5.8 贵金属200

Questions and discussions200

重点内容概述200

Chapter 9 工程陶瓷203

9.1 引言203

9.2 陶瓷的晶体结构205

9.2.1 MX结构206

9.2.2 MX2结构208

9.2.3 硅酸盐结构210

9.3 工程陶瓷的制备211

9.3.1 成型211

9.3.2 烧结212

9.4 典型的工程陶瓷214

9.4.1 氧化锆陶瓷214

9.4.2 氧化铝陶瓷216

9.4.3 氮化硅陶瓷218

Questions and discussions222

重点内容概述222

Chapter 10 工程高分子224

10.1 引言224

10.1.1 基本概念224

10.1.2 高分子的历史225

10.2 高分子的分类225

10.3 高分子的结构227

10.3.1 链状结构228

10.3.2 聚集结构233

10.4 高分子的性能235

10.4.1 模量235

10.4.2 强度238

10.5 高分子的合成与成型239

10.5.1 高分子的合成239

10.5.2 高分子的成型241

Questions and discussions243

重点内容概述244

Chapter 11 工程复合材料245

11.1 引言245

11.2 复合材料的分类245

11.3 复合材料的性能246

11.3.1 沿纤维方向的应力-应变行为247

11.3.2 模量248

11.3.3 抗拉强度249

11.4 复合材料的工艺250

11.4.1 真空袋成型250

11.4.2 压力袋成型250

11.4.3 树脂传递成型（RTM）250

11.4.4 挤压成型251

11.4.5 纺丝251

11.5 高分子基复合材料251

11.5.1 玻璃纤维增强复合材料252

11.5.2 碳纤维增强复合材料253

11.5.3 芳纶纤维增强复合材料254

11.6 金属基复合材料255

11.7 陶瓷基复合材料256

Questions and discussions259

重点内容概述260

附录261

AppendixⅠ Periodic table of elements261

AppendixⅡ Properties of common thermoplastics263

AppendixⅢ Properties of common thermosets265

AppendixⅣ Properties of common synthetic rubbers267

关键术语中文解释269

参考文献274