材料科學(xué)與工程

內(nèi)容概要

本書是根據(jù)高等院校材料工程類專業(yè)材料科學(xué)與工程的基本要求編寫的試用教材。
本書從材料工程類(原金屬材料熱處理、鑄造、鍛壓、焊接等)各專業(yè)學(xué)生實(shí)際需要出發(fā)，介紹了材料科學(xué)與工程的基本理論及應(yīng)用，主要內(nèi)容包括：原子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、凝固原理、固態(tài)擴(kuò)散、材料的力學(xué)性能、塑性變形與再結(jié)晶、合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、鐵碳合金與鐵碳合金相圖、固態(tài)相變和熱處理、鋼鐵材料、有色金屬及其合金、非金屬材料等。本書在選材方面注重聯(lián)系實(shí)際，反映材料科學(xué)的新近成果，書中的相關(guān)內(nèi)容采用了新的國家標(biāo)準(zhǔn)。
本書可作為高等院校材料工程、冶金工程專業(yè)大學(xué)本科生使用的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參考用書。

書籍目錄

緒論第1章原子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)1.1原子的結(jié)構(gòu)1.1.1材料的結(jié)構(gòu)層面和應(yīng)用1.1.2原子結(jié)構(gòu)1.1.3元素周期表1.1.4原子結(jié)合鍵1.1.5結(jié)合能和原子間距1.2原子和離子排列1.3晶體結(jié)構(gòu)的表示方法1.3.1點(diǎn)陣、晶胞和晶體結(jié)構(gòu)1.3.2晶系和布拉菲點(diǎn)陣1.4純金屬的晶體結(jié)構(gòu)1.4.1典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)1.4.2同素異構(gòu)或多晶型性轉(zhuǎn)變1.5晶胞中的點(diǎn)、晶向和晶面1.5.1點(diǎn)的坐標(biāo)1.5.2晶胞中的方向1.5.3陣點(diǎn)間距、線密度和堆垛密度1.5.4晶面指數(shù)1.5.5六方指數(shù)1.5.6密排面、密排方向和堆垛方式1.5.7各向異性與各向同性1.5.8重要的晶體學(xué)公式1.6間隙1.6.1間隙位置和間隙半徑1.6.2配位數(shù)和半徑比1.7離子晶體結(jié)構(gòu)和共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)1.7.1離子晶體結(jié)構(gòu)1.7.2共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)1.8晶體結(jié)構(gòu)分析中的衍射技術(shù)1.8.1X射線衍射（Ⅺm）和電子衍射1.8.2電子衍射和電子顯微鏡（IEM）小結(jié)習(xí)題第2章晶體缺陷2.1點(diǎn)缺陷2.1.1點(diǎn)缺陷的分類2.1.2點(diǎn)缺陷對(duì)體系熱力學(xué)能和熵的影響2.1.3空位與間隙原子的平衡濃度2.1.4過飽和點(diǎn)缺陷2.1.5點(diǎn)缺陷與材料行為2.2位錯(cuò)2.2.1金屬理論強(qiáng)度和位錯(cuò)學(xué)說的產(chǎn)生2.2.2位錯(cuò)的基本類型2.2.3柏氏矢量和柏氏回路2.2.4位錯(cuò)的萌生2.2.5位錯(cuò)密度及其與強(qiáng)度的關(guān)系2.2.6位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)2.2.7位錯(cuò)的觀察2.3面缺陷概述2.3.1晶體表面2.3.2晶界2.3.3晶界特性2.3.4晶界的觀察2.3.5堆垛層錯(cuò)2.3.6孿晶界2.3.7相界小結(jié)習(xí)題第3章凝固原理3.1金屬結(jié)晶的條件和一般過程3.1.1冷卻曲線與過冷現(xiàn)象3.1.2金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件3.1.3結(jié)晶的微觀過程3.2晶核的形成3.2.1均勻形核3.2.2非均勻形核3.3晶體的長大3.3.1晶體的長大機(jī)理3.3.2晶體長大方式及其形貌3.3.3凝固時(shí)間和枝晶尺寸3.3.4對(duì)結(jié)構(gòu)和性能的影響3.4晶粒大小及其控制3.4.1晶粒大小的表示法3.4.2晶粒大小與過冷度的關(guān)系3.4.3晶粒度對(duì)金屬性能的影響3.4.4控制晶粒度的方法3.4.5其它控制形核的應(yīng)用3.5鑄錠組織3.5.1鑄錠的宏觀組織3.5.2鑄錠組織的控制3.5.3定向凝固、單晶生長和外延生長小結(jié)習(xí)題第4章固態(tài)擴(kuò)散4.1擴(kuò)散的統(tǒng)計(jì)規(guī)律4.1.1菲克第一定律4.1.2菲克第二定律4.1.3菲克方程的解4.1.4柯肯達(dá)爾效應(yīng)4.2擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力4.3擴(kuò)散類型和微觀機(jī)理4.3.1金屬中的擴(kuò)散類型4.3.2晶格擴(kuò)散的微觀機(jī)制4.3.3離子晶體的擴(kuò)散4.3.4非晶態(tài)固體中的擴(kuò)散4.4影響擴(kuò)散的因素4.4.1溫度的影響4.4.2成分的影響4.4.3晶體結(jié)構(gòu)的影響4.4.4晶體缺陷的影響4.5擴(kuò)散和材料加工4.5.1金屬粘接4.5.2滲碳小結(jié)習(xí)題第5章材料的力學(xué)性能5.1材料承受靜載荷時(shí)的力學(xué)性能5.1.1材料的拉伸曲線5.1.2材料的變形及其性能指標(biāo)5.1.3材料的斷裂及其性能指標(biāo)5.1.4材料的彎曲及其性能指標(biāo)5.1.5材料的硬度5.2材料承受沖擊載荷時(shí)的力學(xué)性能5.2.1沖擊彎曲試驗(yàn)5.2.2多次沖擊試驗(yàn)5.2.3沖擊韌性及其意義5.3材料的疲勞5.3.1疲勞曲線5.3.2疲勞極限5.3.3疲勞斷口5.4材料的斷裂韌性5.4.1斷裂韌性的概念5.4.2影響材料斷裂韌性的因素5.5材料的磨損性能5.5.1磨損過程和磨損的分類5.5.2提高材料耐磨性的途徑5.6材料的蠕變性能5.6.1材料的蠕變現(xiàn)象5.6.2蠕變性能指標(biāo)小結(jié)習(xí)題第6章塑性變形與再結(jié)晶6.1晶體的塑性變形6.1.1單晶體的塑性變形6.1.2多晶體的塑性變形6.1.3合金的塑性變形6.2塑性變形對(duì)材料組織與性能的影響6.2.1塑性變形對(duì)材料組織的影響6.2.2塑性變形對(duì)材料性能的影晌6.3回復(fù)與再結(jié)晶6.3.1冷變形材料在加熱時(shí)組織與性能的變化6.3.2回復(fù)6.3.3再結(jié)晶6.3.4再結(jié)晶后晶粒的大小6.3.5晶粒長大6.4金屬的熱加工變形6.4.1熱加工變形與冷加工變形6.4.2動(dòng)態(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶6.4.3熱加工變形后的組織與性能6.4.4超塑性小結(jié)習(xí)題第7章合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶7.1固態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)7.1.1固溶體7.1.2金屬間化合物7.2二元合金相圖的建立7.2.1二元合金相圖的表示方法7.2.2二元合金相圖的測定方法7.2.3相律、杠桿定律及應(yīng)用7.3勻晶相圖及固溶體的結(jié)晶7.3.1二元?jiǎng)蚓鄨D分析7.3.2合金的平衡結(jié)晶過程7.3.3非平衡結(jié)晶與枝晶偏析7.3.4合金凝固時(shí)溶質(zhì)在液固兩相中的重新分配7.3.5區(qū)域熔煉7.3.6合金凝固過程的成分過冷7.4二元共晶相圖及其合金的結(jié)晶7.4.1二元共晶相圖分析7.4.2典型合金的平衡結(jié)晶過程及室溫平衡組織7.4.3不平衡結(jié)晶7.5二元包晶相圖及其合金的結(jié)晶7.5.1包晶相圖分析7.5.2典型包晶合金的凝固及其平衡組織7.5.3包晶合金的非平衡凝固7.6二元相圖的分析方法與應(yīng)用7.6.1二元相圖的分析方法7.6.2根據(jù)相圖推測合金的性能7.7其它類型的相圖7.7.1形成化合物的相圖7.7.2具有偏晶轉(zhuǎn)變的相圖7.7.3具有合晶轉(zhuǎn)變的相圖7.7.4具有熔晶轉(zhuǎn)變的相圖7.7.5具有固態(tài)相變的二元相圖7.8三元合金相圖7.8.1三元合金相圖的成分表示方法7.8.2三元系平衡相的定量法則7.8.3三元?jiǎng)蚓鄨D7.8.4三元共晶相圖7.8.5兩相平衡、三相平衡和四相平衡的類型和一般規(guī)律7.8.6三元相圖應(yīng)用舉例小結(jié)習(xí)題第8章鐵碳合金與鐵碳合金相圖8.1鐵碳合金基本組元、基本相8.1.1鐵碳合金基本組元及特性8.1.2鐵碳合金中的基本相、基本組織及其性能8.2Fe—Fe3C相圖分析8.2.1Fe—Fe3C相圖中的點(diǎn)線區(qū)8.2.2典型合金的平衡結(jié)晶過程及室溫平衡組織8.2.3鐵碳合金碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與平衡組織、力學(xué)性能之間的關(guān)系8.2.4Fe-Fe3C相圖的應(yīng)用8.3碳鋼8.3.1鋼中常存雜質(zhì)元素的影響8.3.2碳鋼的分類及應(yīng)用小結(jié)習(xí)題第9章固態(tài)相變和熱處理9.1概述9.1.1熱處理的作用9.1.2鋼的臨界溫度9.2鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變9.2.1共析鋼的奧氏體形成過程9.2.2影響奧氏體形成速度的因素9.2.3非共析鋼的奧氏體形成過程9.2.4奧氏體晶粒度及其影響因素9.3鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變9.3.1概述9.3.2共析鋼過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變曲線9.3.3影響過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的因素9.3.4過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線及其應(yīng)用9.3.5珠光體轉(zhuǎn)變9.3.6馬氏體轉(zhuǎn)變9.3.7貝氏體轉(zhuǎn)變9.3.8鋼在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變9.4合金的時(shí)效與調(diào)幅分解9.4.1合金的固溶與時(shí)效9.4.2調(diào)幅分解9.5鋼的退火與正火9.5.1退火9.5.2正火9.6鋼的淬火與回火9.6.1鋼的淬火9.6.2鋼的回火9.6.3淬火加熱缺陷及其防止方法9.7形變熱處理9.7.1高溫形變熱處理9.7.2低溫形變熱處理9.8表面淬火9.8.1感應(yīng)加熱表面淬火9.8.2其它表面淬火方法9.9化學(xué)熱處理9.9.1化學(xué)熱處理的基本過程9.9.2鋼的滲碳9.9.3鋼的滲氮9.9.4鋼的碳氮共滲與氮碳共滲9.9.5其它化學(xué)熱處理9.9.6表面化學(xué)熱處理新技術(shù)小結(jié)習(xí)題第10章鋼鐵材料10.1鋼的分類與編號(hào)10.1.1鋼的分類10.1.2鋼的編號(hào)10.2合金元素在鋼中的主要作用10.2.1合金元素在鋼中的存在形式10.2.2合金元素與鐵和碳的相互作用10.2.3合金元素對(duì)相變的影響10.2.4合金元素對(duì)力學(xué)性能的影響10.3合金結(jié)構(gòu)鋼10.3.1低合金高強(qiáng)度鋼10.3.2切削鋼10.3.3滲碳鋼10.3.4調(diào)質(zhì)鋼10.3.5彈簧鋼10.3.6滾動(dòng)軸承鋼10.4合金工具鋼10.4.1刃具鋼10.4.2模具鋼10.4.3量具鋼10.5特殊性能鋼及合金10.5.1不銹鋼lO.5.2耐熱鋼10.5.3耐磨鋼10.5.4硬質(zhì)合金10.6鑄鐵10.6.1概述10.6.2灰鑄鐵lO.6.3可鍛鑄鐵lO.6.4球墨鑄鐵10.6.5蠕墨鑄鐵lO.6.6其它鑄鐵簡介小結(jié)習(xí)題第11章有色金屬及其合金11.1鋁及其合金11.1.1概述11.1.2鋁合金的強(qiáng)化11.1.3鑄造鋁合金及其熱處理11.1.4變形鋁合金及其熱處理11.2銅及其合金11.2.1概述11.2.2黃銅11.2.3青銅11.3鈦及其合金11.3.1鈦及其合金的性能特點(diǎn)11.3.2鈦合金的分類11.3.3常用鈦合金11.4鎂及其合金11.4.1鎂及其合金的性能特點(diǎn)11.4.2鎂合金的分類11.4.3常用鎂合金11.4.4鎂合金的熱處理11.5軸承合金11.5.1概述11.5.2錫基軸承合金11.5.3鋁基軸承合金11.5.4銅基軸承合金11.6鎳合金和鈷合金11.6.1鎳合金和蒙耐爾合金11.6.2超合金11.7新型及特種用途材料11.7.1非晶態(tài)合金11.7.2納米材料11.7.3梯度材料11.7.4記憶合金11.7.5貯氫材料小結(jié)習(xí)題第12章非金屬材料12.1陶瓷材料12.1.1概述12.1.2結(jié)構(gòu)陶瓷12.1.3功能陶瓷12.1.4微晶玻璃12.1.5耐火材料12.2高分子材料12.2.1概述12.2.2塑料12.2.3橡膠12.2.4膠粘劑12.3復(fù)合材料12.3.1概述12.3.2基體和增強(qiáng)體12.3.3顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料12.3.4纖維增強(qiáng)復(fù)合材料12.3.5層合復(fù)合材料小結(jié)習(xí)題參考文獻(xiàn)

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　　本書是根據(jù)高等院校材料工程類專業(yè)材料科學(xué)與工程的基本要求編寫的試用教材。    本書從材料工程類(原金屬材料熱處理、鑄造、鍛壓、焊接等)各專業(yè)學(xué)生實(shí)際需要出發(fā)，介紹了材料科學(xué)與工程的基本理論及應(yīng)用，主要內(nèi)容包括：原子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、凝固原理、固態(tài)擴(kuò)散、材料的力學(xué)性能、塑性變形與再結(jié)晶、合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、鐵碳合金與鐵碳合金相圖、固態(tài)相變和熱處理、鋼鐵材料、有色金屬及其合金、非金屬材料等。本書在選材方面標(biāo)準(zhǔn)。    本書可作為高等院校材料工程、冶金工程專業(yè)大學(xué)本科生使用的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參考用書。

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