內容介紹
本書是作者根據多年從事金屬材料教學和科研工作積累的資料而編寫的。以材料的設計、選用、預測為思路，匯集
了國內外相關的新成果，較深入地分析了材料成分，組織結
構與性能間關係，為按產品的使用性能進行材料的定量設計
和選用提供最佳化方案和預測思路。可供從事金屬材料工作的
科技人員及有關專業的碩士生，博士生參考。
作者介紹
主編簡介宋餘九，男，西安交通大
學教授，1930年8月生於遼
寧省海城市。1953年東北
大學冶金系本科畢業
1955年哈爾濱工業大學金
屬材料及熱處理專業研究
生畢業。1981－1982年日本
東京大學訪問學者。從事
金屬材料教學與科研工作
四十餘年。曾講授金屬學、
金屬材料、金屬熱處理、金
屬力學性能等多門課程。
主持與參加國家級及省部
級科研項目8個，正式發表
學術論文100餘篇，主編出
版專業著作四部，獲省部
級二等以上科技獎13項。
作品目錄
目 錄前言
第1章 緒論
1.1材料設計與選用依據
1.1.1按產品使用性能設計與選用材料
1.1.2正確運用試驗結果與數據
1.1.3產品信息反饋（失效分析，備件消耗，
市場信息）
1.2材料設計與選用內容
1.2.1化學成分及組織結構設計
1.2.2材料的加工工藝設計
1.3材料經濟成本分析
1.3.1材料的成本
1.3.2影響材料成本的因素
1.4 材料設計方法
1.4.1多學科合作
1.4.2用計算機進行設計
主要參考文獻
第2章 金屬的結構與組織
2.1純金屬的結構與微觀組織
2.2金屬的晶界
2.2.1晶界結構
2.2.2小角晶界
2.2.3大角晶界
2.3 合金相結構
2.3.1固溶體
2.3.2有序固溶體
2.3.3金屬化合物
2.4 合金的組織
2.4.1相的數量
2.4.2相的尺寸
2.4.3相的形態與分布
主要參考文獻
第3章 金屬的凝固與鑄造材料
3.1金屬凝固理論
3.1.1純金屬的凝固
3.1.2合金的凝固
3.1.3鑄錠巨觀組織及其影響因素
3.1.4鑄造缺陷
3.2 鑄鋼材料設計與選用
3.2.1引言
3.2.2鑄造碳鋼
3.2.3低合金鑄鋼
3.2.4高合金鑄鋼
3.3鑄鐵材料設計與選用
3.3.1普通灰鑄鐵
3.3.2球墨鑄鐵
3.3.3可鍛鑄鐵
3.4 非鐵合金鑄造材料設計與選用
3.4.1鑄造鋁合金
3.4.2鑄造銅合金
主要參考文獻
第4章 金屬的塑性變形及壓力加工材料
4.1塑性變形理論
4.1.1單晶體塑性變形
4.1.2多晶體塑性變形
4.1.3形變硬化
4.1.4塑性變形後的組織結構與性能
4.2 變形金屬的回覆與再結晶
4.2.1回復
4.2.2再結晶
4.2.3晶粒長大
4.2.4再結晶圖
4.2.5動態再結晶
4.3織構
4.3.1可變織構
4.3.2再結晶織構
4.3.3織構的利與弊
4.4 壓力加工鋼的設計與選用
4.4.1普通碳素結構鋼
4.4.2低合金鋼
4.4.3機械製造用鋼
4.5非鐵合金形變材料的設計與選用
4.5.1形變鋁合金
4.5.2形變銅合金
主要參考文獻
第5章 固態相變與金屬熱處理
5.1擴散型固態相變
5.1.1過飽和固溶體分解
5.1.2共析轉變
5.1.3貝氏體轉變
5.2 無擴散型固態相變
5.2.1馬氏體相變特點
5.2.2馬氏體相變動力學
5.2.3馬氏體相變晶體學
5.2.4 馬氏體組織形態與力學性能
5.3 產品熱處理設計
5.3.1熱處理的質量效應
5.3.2熱處理產品的材料設計與選用
主要參考文獻
第6章 金屬材料強化機理與途徑
6.1固溶強化
6.1.1無序固溶體的固溶強化
6.1.2有序固溶體的固溶強化
6.2 第二相強化
6.2.1沉澱強化（時效強化）
6.2.2分散強化
6.2.3復相強化
6.3 細晶粒強化
6.3.1晶粒尺寸與材料強度的關係
6.3.2細晶粒材料的塑性及韌－脆轉化溫度
6.3.3晶粒尺寸的控制
6.4 位錯強化
6.4.1流變應力與位錯密度的關係
6.4.2位錯強化機制
6.5綜合強化
6.6 複合材料及其強化理論
6.6.1複合材料特點
6.6.2複合材料的種類
6.6.3複合材料性能及設計
主要參考文獻
第7章 材料的強度與斷裂判據
7.1彈性變形
7.1.1彈性變形時的應力與應變
7.1.2彈性模量
7.1.3彈性滯後
7.2 塑性變形
7.2.1屈服強度
7.2.2材料的塑性
7.2.3靜拉伸時的頸縮及抗拉強度
7.2.4斷裂強度與靜韌度
7.3 斷裂
7.3.1斷裂分類
7.3.2體心立方金屬的韌－脆轉變
7.4 斷裂韌度
7.4.1線彈性斷裂韌度
7.4.2彈塑性材料的斷裂韌度
主要參考文獻
第8章 交變載荷下材料的性能與壽命預測
8.1概述
8.2 光滑試樣的疲勞極限
8.2.1疲勞極限與抗拉強度的關係
8.2.2疲勞極限與屈服強度的關係
8.2.3疲勞極限與強度或硬度及硬化指數的關係
8.3 穩態疲勞裂紋擴展門檻
8.3.1應力比對穩態門檻的影響
8.3.2穩態門檻與強度的關係
8.3.3穩態門檻與塑性的關係
8.3.4穩態門檻與強度和塑性的關係
8.4長疲勞裂紋的擴展特性
8.4.1疲勞裂紋擴展速率與強度的關係
8.4.2疲勞裂紋擴展速率與強度和韌度的關係
8.4.3疲勞裂紋擴展速率與強度、塑性和韌度的關係
8.5 短裂紋的疲勞特性
8.5.1長、短裂紋疲勞門檻之間的關係
8.5.2短裂紋疲勞門檻和固有門檻的關係
8.5.3Frost常數和穩態門檻的關係
8.6 顯微裂紋疲勞門檻與力學性能的關係
8.6.1顯微損傷裂紋的疲勞極限與硬度的關係
8.6.2最大非損傷裂紋尺寸與硬度的關係
8.6.3高強度鋼的疲勞強度數據分析
8.6.4顯微裂紋的萌生尺寸與力學性能的關係
8.7 疲勞應力集中係數
8.7.1鈍缺口失效疲勞極限與強度的關係
8.7.2鈍缺口失效疲勞極限與硬化指數的關係
8.7.3尖缺口裂紋擴展疲勞極限與穩態門檻的關係
8.7.4小缺口裂紋擴展疲勞極限與frost常數的關係
8.7.5從鈍缺口到尖缺口轉變的臨界點
8.7.6裂紋萌生的疲勞極限
8.7.7材料的固有門檻和裂紋萌生門檻
8.7.8非擴展裂紋
8.8 疲勞壽命預測
8.8.1無限壽命與力學性能的關係
8.8.2有限壽命與力學性能的關係
8.8.3疲勞裂紋擴展壽命與力學性能的關係
8.8.4疲勞裂紋萌生壽命與力學性能的關係
8.9 張應力下的疲勞斷裂機制與力學性能的關係
8.9.1疲勞斷裂機製圖的研製
8.9.2疲勞裂紋擴展機製圖
8.9.3近門檻區的疲勞斷裂機製圖
8.9.4低周疲勞斷裂機製圖
8.10 剪下應力下的疲勞斷裂機制與
力學性能的關係
8.10.1Ⅱ型剪下疲勞裂紋擴展模型
8.10.2Ⅲ型剪下疲勞裂紋擴展模型
8.10.3I、Ⅱ和Ⅲ型疲勞斷裂機制的比較
8.10.4扭轉疲勞斷裂機製圖
主要參考文獻
第9章 材料在腐蝕介質中的強度
9.1應力腐蝕斷裂
9.1.1產生應力腐蝕的條件
9.1.2應力腐蝕斷裂特點
9.1.3應力腐蝕試驗及評定指標
9.1.4環境介質作用
9.1.5材料化學成分、組織、性能與應力腐蝕
斷裂的關係
9.1.6應力腐蝕斷裂機理
9.2氫致損傷
9.2.1金屬中氫的來源及氫損傷類型
9.2.2氫腐蝕
9.2.3氫致斷裂（氫脆）
9.3腐蝕疲勞
9.3.1概述
9.3.2腐蝕疲勞電化學行為
9.3.3腐蝕疲勞斷裂機理
9.3.4影響腐蝕疲勞的因素
9.4 提高應力腐蝕、氫脆及腐蝕疲勞強度
的途徑與壽命預測
9.4.1提高環境介質下材料強度的途徑
9.4.2應力腐蝕與腐蝕疲勞壽命評價與預測
主要參考文獻
第10章 材料的高溫及低溫強度
10.1高溫強度
10.1.1高溫短時拉伸強度
10.1.2蠕變及蠕變斷裂
10.1.3高溫疲勞
10.2 低溫強度
10.2.1低溫下材料的形變抗力
10.2.2低溫下的斷裂
10.2.3低溫脆化及脆斷機理
主要參考文獻
