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目录1

第一章工程材料及其性能1

§1-1材料的性能与设计1

§1-2工程材料类别5

一、金属与合金5

二、高分子材料6

三、陶瓷材料7

四、复合材料7

§1-3材料的价格及可得性8

第二章工程材料的内部结构10

§2-1原子之间的结合键10

一、一次键10

二、二次键11

§2-2固体中的原子排列12

一、晶体的原子排列12

二、聚合物中的原子排列15

三、非晶态玻璃的原子排列与玻璃化15

转变15

固态材料的密度16

§2-3晶体材料的显微组织18

一、纯金属的组织18

二、合金的组织19

三、合金状态图与组织20

四、加工工艺与组织21

第三章常用工程材料简介24

§3-1 钢铁材料24

一、铁—碳状态图和慢冷时的组织与24

性能24

二、钢的热处理26

三、合金钢31

四、铸铁34

§3-2非铁金属材料35

一、铝及铝合金35

二、铜及铜合金37

三、钛合金及镁合金37

§3-3非金属材料38

一、工程陶瓷38

二、高分子材料40

三、复合材料43

第四章弹性模量与刚度45

§4-1材料的弹性模量45

一、应力与应变45

二、弹性模量的指标47

三、弹性模量的测定方法47

四、弹性模量的数据48

§4-2弹性模量的物理本质50

一、晶体材料的弹性模量50

三、复合材料的弹性模量52

二、聚合物的弹性模量52

§4-3实例分析53

一、望远镜的反射镜材料选择54

二、梁的材料选择56

第五章强度与塑性58

§5-1工程材料的应力—应变行为58

一、弹性行为58

二、塑性行为59

三、强度与塑性指标60

五、工程材料的强度与塑性数据61

四、硬度试验61

一、理想晶体的强度63

§5-2晶体中的位错与屈服63

二、晶体中的位错与滑移64

三、位错密度和强度67

四、位错阻力与屈服强度67

§5-3提高工程材料强度的途径68

一、提高金属材料强度的途径68

二、提高陶瓷、高分子材料强度的途径70

一、弹簧材料的弹性设计71

§5-4实例分析71

二、压力容器材料的选择73

第六章断裂韧性75

§6-1韧断与脆断的基本概念75

§6-2快速断裂的能量判据77

§6-3快速断裂时的裂纹扩展机理79

一、塑性撕裂79

二、解理80

§6-4快速断裂的实例分析81

一、模具失效81

三、复合材料的断裂81

二、压力容器的安全设计83

§6-5根据断裂韧性选材84

第七章疲劳86

§7-1疲劳失效行为86

一、无裂纹构件的疲劳行为87

二、带裂纹构件的疲劳行为88

一、疲劳裂纹的形成89

二、疲劳裂纹的发展89

§7-2疲劳的内部过程（机理）89

§7-3提高材料疲劳性能的途径90

一、材料的静强度与疲劳性能90

二、材料的冶金质量90

三、构件的应力集中91

四、表面处理及残余内应力状态91

§7-4实例分析92

一、喷油泵凸轮轴驱动端的断裂与防止92

二、蒸汽机安全寿命估算93

一、蠕变现象95

第八章蠕变与断裂95

§8-1工程材料的蠕变95

二、蠕变试验和蠕变曲线96

三、蠕变后果97

四、蠕变损伤与断裂98

§8-2蠕变与扩散98

§8-3蠕变机制99

§8-4蠕变设计的实例分析100

二、镍基超合金101

一、对燃气轮机叶片的性能要求101

§8-5根据蠕变抗力选材102

第九章氧化与腐蚀104

§9-1材料的高温氧化（干腐蚀）104

一、氧化物的形成能（氧化能）104

二、氧化速率104

三、微观机理106

§9-2材料的电化学腐蚀（湿腐蚀）107

一、电化学腐蚀反应过程108

二、电化学腐蚀的驱动力109

四、金属的局部腐蚀110

三、电化学腐蚀速率110

五、介质与应力联合作用下的腐蚀111

§9-3改善材料腐蚀抗力的措施112

一、改善介质的腐蚀条件112

二、电化学保护112

四、表面涂层113

§11-4对现阶段各种工程材料的评价113

三、耐蚀合金113

五、合理选材115

§9-4实例分析115

一、燃气轮机叶片的抗氧化性能与保护115

二、水线腐蚀现象117

三、紧固件材料的选用117

第十章摩擦和磨损119

§10-1摩擦与磨损的基本概念119

一、摩擦119

二、润滑120

§10-2材料的磨损121

一、粘着磨损121

二、磨料磨损122

§10-3摩擦与磨损的实例分析123

一、滑动轴承的设计与选材123

二、高摩擦力的橡胶轮胎124

二、热处理125

一、选用耐磨材料125

§10-4提高磨损抗力的途径125

三、表面处理126

第十一章 工程材料的选用128

§11-1 各种工程材料的力学性能比较128

一、陶瓷的力学性能128

二、高分子材料的力学性能130

三、复合材料的力学性能131

四、各类材料性能的比较表133

§11-2工程材料的选用134

一、安全可靠性134

二、经济性135

三、制造方法135

§11-3汽车中的选材问题136

一、汽车的能耗136

二、汽车材料的选用137