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本书详细阐述了机械工程材料的基础理论知识及其应用，主要内容包括：材料的性能与机械零件的失效分析、金属的晶体结构与结晶、铁碳合金相图、金属的塑性变形与再结晶、钢的热处理、铸铁、钢的分类、结构钢、工具钢、特殊性能钢、有色金属及其合金、非金属材料、典型零件的选材及热处理工艺分析。根据需要，在部分章节后安排了相应的实验，以利于学生掌握所学内容。

本书为高职高专院校机械制造专业及相关专业教学用书，也可供有关工程技术人员参考。

绪论

1 材料的性能与机械零件的失效分析

　1.1　材料的物理、化学性能

　　1.1.1　材料的物理性能

　　1.1.2　材料的化学性能

　1.2　机械零件的失效分析与材料的力学性能

　　1.2.1　常温静载下的过量变形、断裂及力学性能指标

　　1.2.2　冲击载荷下的断裂及力学性能指标

　　1.2.3　疲劳断裂及力学性能指标

　　1.2.4　磨损失效及力学性能指标

　　1.2.5　高温蠕变变形和断裂及力学性能指标

　1.3　材料的工艺性能

　　1.3.1　铸造性能

　　1.3.2　压力加工性能

　　1.3.3　焊接性能

　　1.3.4　切削加工性能

　　1.3.5　热处理性能

　实验　金属材料的力学性能实验

　练习题与思考题

2 金属的晶体结构与结晶

　2.1　金属的晶体结构

　　2.1.1　金属的原子结构

　　2.1.2　金属键与金属特性

　　2.1.3　金属的晶体结构

　2.2　实际金属的晶体结构

　　2.2.1　点缺陷

　　2.2.2　线缺陷

　　2.2.3　面缺陷

　2.3　纯金属的结晶

　　2.3.1　纯金属结晶的宏观现象

　　2.3.2　金属结晶的条件

　　2.3.3　纯金属的结晶过程

　　2.3.4　晶粒大小的控制

　2.4　金属铸锭结构和缺陷

　　2.4.1　金属铸锭结构和形成

　　2.4.2　金属铸锭结构的控制

　　2.4.3　铸锭的缺陷

　练飞题与思考题　

3 铁碳合金相图

　3.1　合金相结构

　　3.1.1　基本概念

　　3.1.2　合金相的基本结构

　3.2　二元合金相图

　　3.2.1　二元合金相图的构成与建立

　　3.2.2　匀晶相图

　　3.2.3　共晶相图

　　3.2.4　共析相图

　　3.2.5　具有稳定化合物的相图

　3.3　二元合金相图与合金性能的关系

　　3.3.1　二元合金相图与力学性能的关系

　　3.3.2　二元合金相图与工艺性能的关系

　3.4　铁喘合金相图

　　3.4.1　纯铁及同素异晶转变

　　3.4.2　铁碳合金基本相

　　3.4.3　铁碳合金相图分析

　　3.4.4　铁喘合金相图的应用

　实验　铁碳合金平衡组织观察

　练习题与思考题

4 金属的塑性变形和再结晶

　4.1　金属的塑性变形

　　4.1.1　弹性变形与塑性变形的微观机理

　　4.1.2　单晶体的塑性变形方式

　　4.1.3　多晶体塑性变形

　　4.1.4　冷塑性变形对金属组织和性能的影响　

　4.2　金属的再结晶

　　4.2.1　回复

　　4.2.2　再结晶

　　4.2.3　晶粒长大

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5 钢的热处理

6 铸铁

7 钢的分类

8 结构钢

9 工具钢

10 特殊性能钢

11 有色金属及其合金

12 非金属材料

13 典型零件的选材及热处理工艺分析

附表

参考文献

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　　1 材料的性能与机械零件的失效分析

　　工程材料的选用是机械设计与制造过程中的主要任务之一。为了正确地选用材料，首先应当充分了解材料的性能，其次应当对机械零件的失效原因进行细致的分析，掌握零件的工作条件、受力情况和运动规律，根据不同的情况找出零件对材料的性能要求，然后才能做到正确选择材料和合理制定冷、热加工技术条件和工艺路线。

　　材料的性能包括使用性能和工艺性能。材料的使用性能是指它为保证零件或工具正常工作应具备的性能。它反映了材料在使用过程中所表现出的特征，主要包括物理性能、化学性能以及力学性能等。使用性能决定材料的应用范围，安全可靠性和使用寿命。材料的工艺性能是指材料在制造机械零件或工具的过程中适应各种冷、热加工的性能，它反映材料在加工制造中所表现出来的特征，包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理性能以及切削加工性能等。优良的工艺性能则可使材料比较容易采用各种加工方法制成各种形状、尺寸的零件和工具。

　　1.1　材料的物理、化学性能

　　1.1.1　材料的物理性能

　　物理性能是指不发生化学变化就能表现出来的一些特征，主要包括密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等。

　　1.1.1.1　密度

　　单位体积材料的质量称为密度。不同的材料其密度不同，如铁为7870kg/m3；陶瓷为2200～2500kg/m3。因此密度是合理选择材料时必须考虑的主要因素之一。

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书籍介绍

《高职高专规划教材·机械工程材料》详细阐述了机械工程材料的基础理论知识及其应用，主要内容包括：材料的性能与机械零件的失效分析、金属的晶体结构与结晶、铁碳合金相图、金属的塑性变形与再结晶、钢的热处理、铸铁、钢的分类、结构钢、工具钢、特殊性能钢、有色金属及其合金、非金属材料、典型零件的选材及热处理工艺分析。根据需要，在部分章节后安排了相应的实验，以利于学生掌握所学内容。

《高职高专规划教材·机械工程材料》为高职高专院校机械制造专业及相关专业教学用书，也可供有关工程技术人员参考。