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1材料在国民经济中的地位1

1.1 材料是人类文明大厦的基石1

1.2 材料的发展5

1.2.1 金属材料6

1.2.2 陶瓷材料7

1.2.3 高分子材料7

1.2.4 新材料研究与发展趋势8

1.3 高技术新材料的研发11

1.3.1 信息材料12

1.3.2 能源材料12

1.3.3 生物材料和智能材料13

1.3.4 结构材料14

1.3.5 加快新材料的研发15

1.4 我国钢铁材料的发展成就16

1.4.1 钢产量跃居世界第一16

1.4.2 发展目标17

1.5 材料的划分17

1.5.1 依据材料的来源划分17

1.5.2 依据生产及使用情况划分18

1.5.3 依据实用的重要性“破类”划分18

1.5.4 依据对材料的主要性能要求划分18

1.5.5 用途最广和用量最大的金属结构材料——钢18

1.5.6 非铁金属及其合金的选用19

复习思考题19

参考文献19

2金属材料导论20

2.1 材料简史及金属科学20

2.1.1 金属材料应用简史20

2.1.2 金属科学的产生和发展22

2.2 金属材料的一般特性23

2.2.1 工艺性能24

2.2.2 使用性能24

2.2.3 工艺性能和使用性能的联系25

2.3 决定金属材料性能的基本因素25

2.3.1 化学成分25

2.3.2 组织结构26

2.4 常用力学性能指标28

2.4.1 强度与塑性29

2.4.2 弹性与刚度30

2.4.3 冲击韧性30

2.4.4 硬度30

2.4.5 疲劳极限30

复习思考题31

参考文献31

3金属材料生产及加工32

3.1 金属冶炼与质量控制32

3.1.1 金属冶炼方法32

3.1.2 成分的控制33

3.1.3 减少气体与夹杂35

3.1.4 组织结构控制36

3.2 钢锭与铸造38

3.2.1 钢锭38

3.2.2 铸造及铸造性能39

3.2.3 特种铸造方法40

3.3 钢的冶金质量41

3.3.1 宏观偏析42

3.3.2 显微偏析42

3.3.3 白点42

3.3.4 带状组织43

3.3.5 网状碳化物43

3.3.6 液析碳化物43

3.4 冷加工与热加工44

3.4.1 材料加工工艺路线44

3.4.2 加工类型44

3.4.3 锻造或轧制45

3.4.4 轧锻后钢材的退火46

3.4.5 切削加工47

3.5 焊接工程48

3.5.1 焊接的历史48

3.5.2 焊接方法的分类及其特点49

3.5.3 压力焊接49

3.5.4 熔化焊接50

3.6 粉末冶金50

3.6.1 粉末冶金的应用和生产51

3.6.2 粉末冶金技术的发展51

3.6.3 金属陶瓷硬质合金52

3.7 金属热处理技术53

3.7.1 概述53

3.7.2 国内外热处理技术的发展55

3.7.3 热处理生产技术改造的方向57

3.8 表面工程59

3.8.1 表面工程的特点59

3.8.2 表面热处理和化学热处理60

3.8.3 复合表面工程60

3.8.4 纳米表面工程62

复习思考题62

参考文献63

4金属结构材料64

4.1 钢的分类64

4.1.1 按质量等级、主要性能、特性分类65

4.1.2 按组织分类66

4.1.3 其他分类67

4.2 碳素结构钢和低合金高强度钢67

4.2.1 碳素结构钢67

4.2.2 低合金钢68

4.3 铁素体-珠光体钢72

4.3.1 概述72

4.3.2 组织结构和力学性能72

4.3.3 钢的设计及改进73

4.4 调质钢74

4.4.1 概述74

4.4.2 选择及设计74

4.4.3 调质钢的淬透性和典型钢种76

4.4.4 低碳马氏体钢76

4.5 超高强度钢77

4.5.1 概述77

4.5.2 钢的成分、组织设计78

4.5.3 低合金超高强度钢79

4.5.4 马氏体时效钢79

4.6 弹簧钢80

4.6.1 弹性80

4.6.2 疲劳极限81

4.6.3 钢种及特性81

4.7 渗碳钢、渗氮钢83

4.7.1 渗碳钢83

4.7.2 渗氮钢85

4.8 双相钢86

4.8.1 概述86

4.8.2 钢种及特性86

4.9 低温用钢88

4.9.1 性能要求88

4.9.2 低合金钢89

4.9.3 镍系低温钢89

复习思考题90

参考文献90

5不锈钢和耐热钢91

5.1 金属的腐蚀91

5.1.1 腐蚀的分类91

5.1.2 金属腐蚀的基本过程91

5.2 常用不锈钢93

5.2.1 奥氏体不锈钢93

5.2.2 铁素体不锈钢94

5.2.3 马氏体不锈钢95

5.2.4 奥氏体-铁素体复相不锈钢96

5.2.5 奥氏体-马氏体型沉淀硬化不锈钢96

5.3 抗氧化钢97

5.3.1 抗氧化腐蚀97

5.3.2 钢种及应用97

5.4 热强钢99

5.4.1 影响热强性的因素99

5.4.2 低碳珠光体热强钢100

5.4.3 奥氏体耐热钢101

5.4.4 马氏体耐热钢101

复习思考题102

参考文献102

6金属耐磨材料104

6.1 工具钢104

6.1.1 碳素工具钢105

6.1.2 合金刃具钢105

6.1.3 高速工具钢107

6.1.4 模具钢107

6.1.5 量具钢109

6.1.6 其他类型工具钢109

6.2 其他耐磨钢110

6.2.1 轴承钢110

6.2.2 高碳高锰奥氏体钢111

6.2.3 石墨钢112

6.2.4 钢轨钢112

6.2.5 耐磨用普通低合金钢113

6.3 塑料模具钢113

6.3.1 热塑性塑料注射模的主要失效方式113

6.3.2 热塑性塑料注射模的工作条件和性能要求114

6.3.3 塑料模具钢的预硬化处理114

复习思考题115

参考文献115

7金属功能材料116

7.1 磁性材料116

7.1.1 物质磁性的基础知识117

7.1.2 磁性材料的分类及特点118

7.1.3 软磁材料的性能119

7.1.4 永磁材料121

7.2 形状记忆合金122

7.2.1 形状记忆效应122

7.2.2 形状记忆效应的基本原理122

7.3 贮氢合金124

7.4 其他功能材料126

7.4.1 生物医学材料126

7.4.2 梯度功能材料127

7.4.3 智能材料127

7.4.4 低维功能材料128

7.4.5 超磁致伸缩材料129

7.4.6 磁制冷及磁蓄冷材料129

7.4.7 磁阻材料129

复习思考题130

参考文献130

8亚稳态材料131

8.1 纳米材料132

8.1.1 纳米材料的结构132

8.1.2 纳米结构材料的特性133

8.1.3 纳米材料的形成134

8.2 准晶材料134

8.2.1 准晶的结构135

8.22 准晶的形成136

8.2.3 准晶的性能136

8.3 非晶态材料136

8.3.1 非晶态的形成136

8.3.2 非晶态材料的性能137

复习思考题138

参考文献138

9铸铁139

9.1 铸铁的分类和石墨化139

9.1.1 铁碳合金双重相图139

9.1.2 铸铁的石墨化139

9.1.3 铸铁的分类140

9.2 工业常用铸铁143

9.2.1 灰口铸铁143

9.2.2 球墨铸铁144

9.2.3 蠕墨铸铁145

9.2.4 可锻铸铁146

9.2.5 合金铸铁146

复习思考题148

参考文献148

10有色金属及合金149

10.1 有色金属及生产149

10.1.1 有色金属的种类149

10.1.2 有色金属的应用150

10.1.3 有色金属的生产150

10.2 铜及铜合金151

10.2.1 工业纯铜152

10.2.2 黄铜152

10.2.3 青铜154

10.2.4 白铜154

10.3 铝及铝合金154

10.3.1 工业纯铝的主要特性154

10.3.2 铝合金的分类及时效强化155

10.4 镁及镁合金156

10.4.1 工业纯镁156

10.4.2 镁合金的分类156

10.4.3 镁合金的特点及其应用157

复习思考题158

参考文献158

11非金属材料159

11.1 高分子材料159

11.1.1 高分子化合物的含义和组成159

11.1.2 高分子化合物的结构160

11.1.3 高分子材料的基本特性161

11.1.4 高分子材料的分类163

11.2 陶瓷材料163

11.2.1 陶瓷的基本相结构163

11.2.2 陶瓷的性能特点165

11.2.3 常用陶瓷材料166

11.3 复合材料168

11.3.1 复合材料的概念168

11.3.2 复合材料的分类168

11.3.3 复合机理简介169

11.3.4 复合材料的性能特点170

11.3.5 常用复合材料171

复习思考题173

参考文献174

12金属材料系统175

12.1 金属及合金复杂系统175

12.1.1 金属及合金系统175

12.1.2 系统的特征175

12.2 金属及合金整合系统177

12.2.1 整合系统与混合系统177

12.2.2 整体大于部分之总和的特点177

12.2.3 相变动力学问题178

12.3 非线性相互作用180

12.3.1 相变临界点的非线性问题180

12.3.2 珠光体片间距与过冷度呈非线性关系181

12.3.3 合金元素对珠光体长大速度的非线性影响182

12.3.4 力学性能的非线性问题182

12.4 相变的自组织特征183

12.4.1 相变自组织的条件183

12.4.2 钢中的相变过程的自组织184

复习思考题185

参考文献185

13材料科学理论知识概要186

13.1 材料的结合方式与键性186

13.1.1 材料的结合方式186

13.1.2 工程材料的键性187

13.2 晶体和非晶体188

13.2.1 晶体和非晶体概述188

13.2.2 空间点阵188

13.2.3 典型金属的晶体结构189

13.3 金属及合金的结晶190

13.3.1 结晶的能量条件190

13.3.2 冷却曲线和过冷度190

13.3.3 金属结晶的一般过程191

13.3.4 非晶态凝固基本知识192

13.4 金属的多型性192

13.5 原子迁移方式194

13.5.1 扩散194

13.5.2 成分不变的原子热激活跃迁位移196

13.5.3 原子位移方式不同是区别相变机制的重要判据197

13.6 两大图形和临界点197

13.6.1 相图197

13.6.2 动力学图——C-曲线200

13.6.3 临界点201

复习思考题202

参考文献202

14金属固态相变理论概要203

14.1 固态相变的分类203

14.1.1 按平衡状态分类203

14.1.2 按原子迁移特征分类206

14.1.3 按热力学分类207

14.2 固态金属五大转变理论概要207

14.2.1 奥氏体的形成207

14.2.2 钢的共析分解——珠光体转变208

14.2.3 贝氏体转变机理要点210

14.2.4 马氏体相变理论概要212

14.2.5 过饱和固溶体的脱溶214

复习思考题217

参考文献217

15材料科学的中心内容和学习方法219

15.1 中心内容和研究方法219

15.1.1 材料科学的中心内容219

15.1.2 研究方法219

15.2 学习目的和方法220

15.2.1 学习目的220

15.2.2 学习方法221

15.3 显微组织辨识方法222

15.3.1 确定测试钢的牌号或化学成分222

15.3.2 了解实验钢的加工履历223

15.3.3 选择检测设备224

15.3.4 建立和应用相变知识程序224

复习思考题225

参考文献225

附录226