材料科學與工程

緒論
第1章 原子結構和晶體結構
1.1 原子的結構
　1.1.1 材料的結構層面和應用
　　1.1.2 原子結構
　　1.1.3 元素周期表
　　1.1.4 原子結合鍵
　　1.1.5 結合能和原子間距
　1.2 原子和離子排列
　1.3 晶體結構的表示方法
　　1.3.1 點陣、晶胞和晶體結構
　　1.3.2 晶系和布拉菲點陣
　1.4 純金屬的晶體結構
　　1.4.1 典型金屬的晶體結構
　　1.4.2 同素異構或多晶型性轉變
　1.5 晶胞中的點、晶向和晶面
　　1.5.1 點的坐標
　　1.5.2 晶胞中的方向　　　　
　　1.5.3 陣點間距、線密度和堆垛密度
　　1.5.4 晶面指數
　　1.5.5 六方指數
　　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 重要的晶體學公式
　1.6 間隙
　　1.6.1 間隙位置和間隙半徑
　　1.6.2 配位數和半徑比
　1.7 離子晶體結構和共價晶體結構
　　1.7.1 離子晶體結構
　　1.7.2 共價晶體結構
　1.8 晶體結構分析中的衍射技術
　　1.8.1 X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
　習題
第2章 晶體缺陷
　2.1 點缺陷
　　2.1.1 點缺陷的分類
　　2.1.2 點缺陷對體系熱力學能和熵的影響
　　2.1.3 空位與間隙原子的平衡濃度
　　2.1.4 過飽和點缺陷
　　2.1.5 點缺陷與材料行為
　2.2 位錯
　　2.2.1 金屬理論強度和位錯學說的產生
　　2.2.2 位錯的基本類型
　　2.2.3 柏氏矢量和柏氏回路
　　2.2.4 位錯的萌生
　　2.2.5 位錯密度及其與強度的關系
　　2.2.6 位錯的運動
　　2.2.7 位錯的觀察
　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
　　2.3.6 孿晶界
　　2.3.7 相界
　小結
　習題
第3章 凝固原理
　3.1 金屬結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 金屬結晶的熱力學條件
　　3.1.3 結晶的微觀過程
　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 晶體的長大機理
　　3.3.2 晶體長大方式及其形貌
　　3.3.3 凝固時間和枝晶尺寸
　　3.3.4 對結構和性能的影響
　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系
　　3.4.3 晶粒度對金屬性能的影響
　　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
　習題
第4章 固態(tài)擴散
　4.1 擴散的統(tǒng)計規(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 柯肯達爾效應
　4.2 擴散的驅動力
　4.3 擴散類型和微觀機理
　　4.3.1 金屬中的擴散類型
　　4.3.2 晶格擴散的微觀機制
　　4.3.3 離子晶體的擴散
　　4.3.4 非晶態(tài)固體中的擴散
　4.4 影響擴散的因素
　　4.4.1 溫度的影響
　　4.4.2 成分的影響
　　4.4.3 晶體結構的影響
　　4.4.4 晶體缺陷的影響
　4.5 擴散和材料加工
　　4.5.1 金屬粘接
　　4.5.2 滲碳
　小結
　習題
第5章 材料的力學性能
　5.1 材料承受靜載荷時的力學性能
　　5.1.1 材料的拉伸曲線
　　5.1.2 材料的變形及其性能指標
　　5.1.3 材料的斷裂及其性能指標
　　5.1.4 材料的彎曲及其性能指標
　　5.1.5 材料的硬度
　5.2 材料承受沖擊載荷時的力學性能
　　5.2.1 沖擊彎曲試驗
　　5.2.2 多次沖擊試驗
　　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
　小結
　習題
第6章 塑性變形與再結晶
　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 塑性變形對材料組織與性能的影響
　　6.2.1 塑性變形對材料組織的影響
　　6.2.2 塑性變形對材料性能的影晌
　6.3 回復與再結晶
　　6.3.1 冷變形材料在加熱時組織與性能的變化
　　6.3.2 回復
　　6.3.3 再結晶
　　6.3.4 再結晶后晶粒的大小
　　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 動態(tài)回復與動態(tài)再結晶
　　6.4.3 熱加工變形后的組織與性能
　　6.4.4 超塑性
　小結
　習題
第7章 合金的相結構與結晶
　7.1 固態(tài)合金的相結構
　　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、杠桿定律及應用
　7.3 勻晶相圖及固溶體的結晶
　　7.3.1 二元勻晶相圖分析
　　7.3.2 合金的平衡結晶過程
　　7.3.3 非平衡結晶與枝晶偏析
　　7.3.4 合金凝固時溶質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晶
　　7.4.1 二元共晶相圖分析
　　7.4.2 典型合金的平衡結晶過程及室溫平衡組織
　　7.4.3 不平衡結晶
　7.5 二元包晶相圖及其合金的結晶
　　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用
　　7.6.1 二元相圖的分析方法
　　7.6.2 根據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 具有偏晶轉變的相圖
　　7.7.3 具有合晶轉變的相圖
　　7.7.4 具有熔晶轉變的相圖
　　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 三元勻晶相圖
　　7.8.4 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 三元相圖應用舉例
　小結
　習題
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
　8.2 Fe—Fe3C相圖分析
　　8.2.1 Fe—Fe3C相圖中的點線區(qū)
　　8.2.2 典型合金的平衡結晶過程及室溫平衡組織
　　8.2.3 鐵碳合金碳的質量分數與平衡組織、力學性能之間的關系
　　8.2.4 Fe-Fe3C相圖的應用
　8.3 碳鋼
　　8.3.1 鋼中常存雜質元素的影響
　　8.3.2 碳鋼的分類及應用
　小結
　習題
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 鋼在加熱時的轉變
　　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 鋼在冷卻時的轉變
　　9.3.1 概述
　　9.3.2 共析鋼過冷奧氏體的等溫轉變曲線
　　9.3.3 影響過冷奧氏體等溫轉變的因素
　　9.3.4 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變曲線及其應用
　　9.3.5 珠光體轉變
　　9.3.6 馬氏體轉變
　　9.3.7 貝氏體轉變
　　9.3.8 鋼在回火時的轉變
　9.4 合金的時效與調幅分解
　　9.4.1 合金的固溶與時效
　　9.4.2 調幅分解
　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 感應加熱表面淬火
　　9.8.2 其它表面淬火方法
　9.9 化學熱處理
　　9.9.1 化學熱處理的基本過程
　　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 其它化學熱處理
　　9.9.6 表面化學熱處理新技術
　小結
　習題
第10章 鋼鐵材料
　10.1 鋼的分類與編號
　　10.1.1 鋼的分類
　　10.1.2 鋼的編號
　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 合金元素對相變的影響
　　10.2.4 合金元素對力學性能的影響
　10.3 合金結構鋼
　　10.3.1 低合金高強度鋼
　　10.3.2 切削鋼
　　10.3.3 滲碳鋼
　　10.3.4 調質鋼
　　10.3.5 彈簧鋼
　　10.3.6 滾動軸承鋼
　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
　習題
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
　　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
　　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
　習題
第12章 非金屬材料
　12.1 陶瓷材料
　　12.1.1 概述
　　12.1.2 結構陶瓷
　　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 復合材料
　　12.3.1 概述
　　12.3.2 基體和增強體
　　12.3.3 顆粒增強復合材料
　　12.3.4 纖維增強復合材料
　　12.3.5 層合復合材料
　小結
　習題
參考文獻