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本书是为了适应在线开放课程或慕课教学需要而编写的教学用书。 《机械工程材料》为机械类和近机械类各专业的技术基础课教材。本书阐述了材料成分、组织结构与性能关系的基本原理和材料的应用。全书共分6章：材料的结构、材料的力学性能、合金的结晶和合金化原理、金属热处理、金属材料和非金属材料。本书除作为机械类专业的教材外，也可作为机械类工程技术人员的参考书或培训用教材。

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 

3.3.5Fe-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

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