本書で使用する単位およびJISについて iii |
1 単位 iii |
2 本書で使用するその他の単位 V |
3 ギリシャ文字一覧 vii |
第1章 工業材料の基礎 1 |
1.1 工業材料とは 1 |
1.2 原子および元素の基本と工業材料の分類 2 |
1.2.1 原子の構造 2 |
1.2.2 元素の基本 3 |
1.2.3 工業材料の分類 3 |
1.2.4 金属材科の分類 4 |
1.3 工業材料の基本的な性質 5 |
1.3.1 物理的性質 5 |
1.3.2 熱的性質 6 |
1.3.3 電気伝導率 7 |
1.3.4 化学的性質 8 |
1.4 金属の腐食と防食 9 |
1.4.1 腐食とは 9 |
1.4.2 鉄鋼材料の腐食 9 |
1.4.3 金属の防食法 10 |
1.5 金属材料の基礎 13 |
1.5.1 金属材料とは 13 |
1.5.2 金属の基本結晶構造 14 |
1.5.3 結晶と結晶粒 16 |
1.5.4 ミラー指数 17 |
1.5.5 合金 18 |
1.6 物質の状態変化と相律 19 |
1.6.1 物質の状態変化 19 |
1.6.2 相変態 19 |
1.6.3 相律 20 |
1.6.4 鉄鋼の状態図の基礎 21 |
演習問題 22 |
第2章 工業材料の機械的特性 24 |
2.1 機械的性質の基礎 24 |
2.1.1 機械的性質とは 24 |
2.1.2 応力(応力度) 24 |
2.1.3 ひずみ(ひずみ虔) 25 |
2.1.4 公称応力と真応力,公称ひずみと真ひずみ 26 |
2.1.5 ポアソン比 27 |
2.2 静的特性 28 |
2.2.1 引張 28 |
2.2.2 弾性変形と塑性変型 30 |
2.2.3 引張特性 30 |
2.2.4 せん断 33 |
2.2.5 曲げ 34 |
2.2.6 クリープ 35 |
2.2.7 硬さ 37 |
2.3 動的特性 39 |
2.3.1 衝撃 39 |
2.3.2 疲労 40 |
2.4 材料の強度と格子欠陥 46 |
2.4.1 材料のすべり変形と臨界せん断応力 46 |
2.4.2 材料の理論強度 47 |
2.4.3 結晶粒の大きさと変形抵抗 48 |
2.5 許容応力,安全係数と安全余裕 49 |
演習問題 50 |
第3章 鉄鋼材料 54 |
3.1 鉄鋼材料の基礎 54 |
3.1.1 鉄と鋼 54 |
3.1.2 鉄鋼の製造法 55 |
3.1.3 鉄鋼の標準組織 57 |
3.1.4 鉄鋼の熱処理 57 |
3.1.5 鉄鋼材料の分類 59 |
3.1.6 温度と機械的特性 60 |
3.2 炭素鋼と合金鋼 61 |
3.2.1 炭素鋼の基礎 61 |
3.2.2 炭素鋼の熱処理と基本組織 61 |
3.2.3 合金鋼とは 63 |
3.3 構造用鋼 63 |
3.3.1 構造用圧延鋼 63 |
3.3.2 高張力鋼 66 |
3.3.3 マルエージング鋼 71 |
3.3.4 自動車用鋼板 71 |
3.3.5 機械構造用炭素鋼 73 |
3.3.6 機械構造用低合金鋼 74 |
3.3.7 焼入れ性を保証した構造用低合金鋼 76 |
3.3.8 圧力容器用鋼 76 |
3.3.9 表面硬化用鋼 76 |
3.3.10 快削鋼 78 |
3.4 耐食・耐熱材料 80 |
3.4.1 ステンレス鋼の定義 80 |
3.4.2 普通ステンレス鋼 81 |
3.4.3 特殊ステンレス鋼 84 |
3.4.4 耐候性鋼 85 |
3.4.5 耐熱材料 87 |
3.5 工具材料 88 |
3.5.1 炭素工具鋼 88 |
3.5.2 合金工具鋼 88 |
3.5.3 高速度工具鋼 90 |
3.5.4 超硬質工具材料 90 |
3.5.5 切削工具の特性 93 |
3.6 その他の機械材料 94 |
3.6.1 軸受材料 94 |
3.6.2 ばね材料 95 |
3.7 鋳鋼,毒投網と鋳鉄 96 |
3.7.1 鋳鋼 96 |
3.7.2 鍛鋼 98 |
3.7.3 鋳鉄 99 |
3.8 クラツド材料 104 |
3.8.1 クラツド材料の基礎 104 |
3.8.2 クラツド材料の強度 105 |
3.8.3 クラツド材料各論 106 |
演習問題 107 |
第4章 非鉄金属材料 108 |
4.1 鋼とその合金 108 |
4.1.1 銅系材料概論 108 |
4.1.2 純銅系材料 109 |
4.1.3 銅の腐食 113 |
4.1.4 銅-亜鉛系合金 114 |
4.1.5 特殊黄銅 116 |
4.1.6 銅-スズ系合金:青銅 117 |
4.1.7 特殊青銅 118 |
4.1.8 銅-ニッケル系合金 118 |
4.1.9 銅および銅合金鋳物概要 120 |
4.1.10 銅系鋳物 121 |
4.2 アルミニウムとその合金 122 |
4.2.1 軽金属とアルミニウム 122 |
4.2.2 純アルミニウム 123 |
4.2.3 アルミニウム系材料の熱処理と強度 125 |
4.2.4 展伸用アルミニウム合金 126 |
4.2.5 鋳造用アルミニウム合金 130 |
4.2.6 アルミニウム系材料の腐食 133 |
4.2.7 クラツド材料 133 |
4.3 マグネシウムとその合金 133 |
4.3.1 マグネシウム系材料 133 |
4.3.2 展伸用マグネシウム合金 134 |
4.3.3 鋳造用マグネシウム合金 135 |
4.3.4 高強度マグネシウム合金 137 |
4.3.5 マグネシウム合金の加工性 137 |
4.4 チタン(チタニウム)とその合金 138 |
4.4.1 チタン系材料 138 |
4.4.2 純チタン 139 |
4.4.3 チタン合金 141 |
4.4.4 鋳物用チタン系材料 142 |
4.4.5 材料の比強度 143 |
4.5 ニッケル,コバルトとそれらの合金 144 |
4.5.1 純ニッケル 144 |
4.5.2 ニッケル合金 145 |
4.5.3 ニッケル合金のクリープ強度と組織 149 |
4.5.4 コバルトとその合金 150 |
4.6 その他の非鉄金属材料 151 |
4.6.1 軟質金属 151 |
4.6.2 非鉄金属軸受材料 154 |
4.6.3 焼結材料 156 |
4.6.4 貴金属 157 |
4.6.5 熟電対用材料 160 |
4.6.6 高融点材料 160 |
4.6.7 希土類元素と希少金属 161 |
4.6.8 原子燃料 161 |
演習問題 164 |
第5章 無機材料 165 |
5.1 無機材料の基礎 165 |
5.1.1 無機材料とは 165 |
5.1.2 無機材料の特徴と種類 166 |
5.1.3 無機材料の基本成分 167 |
5.2 ガラス 169 |
5.2.1 ガラスとは 169 |
5.2.2 ガラス各論 170 |
5.2.3 ニューガラス 172 |
5.3 セメントとコンクリート 177 |
5.3.1 セメントの基礎 177 |
5.3.2 セメント材料各論 177 |
5.3.3 コンクリート 179 |
5.4 ファインセラミックス 181 |
5.4.1 ファインセラミックスとは 181 |
5.4.2 ファインセラミックスの製造方法 182 |
5.4.3 セラミックスの構造と強度 183 |
5.4.4 ファインセラミックス各論 187 |
5.4.5 特殊セラミックス 191 |
5.4.6 シナジーセラミックス 194 |
5.4.7 生体材料用セラミックス 194 |
5.5 ダイヤモンド 195 |
5.5.1 グラファイトとダイヤモンド 195 |
5.5.2 ダイヤモンドと立方晶窒化ホウ素(cBN) 196 |
5.5.3 ダイヤモンドの合成法 196 |
5.5.4 ダイヤモンドのサイズと用途 197 |
演習問題 197 |
第6章 有機材料 199 |
6.1 有機材料と分子量 199 |
6.2 繊維 200 |
6.2.1 繊維とは 200 |
6.2.2 合成繊維 201 |
6.2.3 強化繊維の種類と特性 203 |
6.2.4 炭素繊維 203 |
6.2.5 炭素繊維の特徴と用途 204 |
6.2.6 アラミド系繊維 205 |
6.2.7 その他の強化繊維 206 |
6.3 ゴム 206 |
6.3.1 天然ゴム 206 |
6.3.2 合成ゴム 207 |
6.3.3 自動車用タイヤ 208 |
6.4 潤滑剤と切削剤 209 |
6.4.1 潤滑剤 209 |
6.4.2 自動車エンジン用潤滑剤 210 |
6.4.3 切削油剤 213 |
6.5 石油製品 214 |
6.5.1 石油の重要性,石油の起源,採掘と成分 214 |
6.5.2 石油の精製 215 |
6.5.3 石油製品各論 216 |
6.5.4 天然ガス 220 |
6.6 プラスチック 221 |
6.6.1 プラスチックとは 221 |
6.6.2 プラスチックの分子構造と重合 223 |
6.6.3 プラスチックの製造方法の例 224 |
6.6.4 プラスチックの分類 225 |
6.6.5 汎用プラスチック1:熱可塑性プラスチック 226 |
6.6.6 汎用プラスチック2:熟硬化性プラスチック 231 |
6.6.7 その他のプラスチック 233 |
6.6.8 エンジニアリングプラスチック 234 |
6.6.9 熟硬化性エンジニアリングプラスチック 239 |
6.6.10 スーパーエンジニアリングプラスチック 239 |
6.6.11 生分解性プラスチック 241 |
6.6.12 プラスチックの機械的特性 242 |
演習問題 244 |
第7章 最近の材料 245 |
7.1 複合材料 245 |
7.1.1 複合材料とは 245 |
7.1.2 繊維強化材料 246 |
7.1.3 傾斜機能材料 248 |
7.1.4 制振材料 250 |
7.2 金属間化合物および新合金 251 |
7.2.1 金属間化合物とは 251 |
7.2.2 金属間化合物各論 252 |
7.2.3 超塑性合金 253 |
7.2.4 形状記憶合金 254 |
7.2.5 水素吸蔵合金 256 |
7.2.6 アモルファス材料 256 |
7.2.7 金属ガラス 258 |
7.3 電磁気材料 259 |
7.3.1 磁性材料 259 |
7.3.2 超電導材料 260 |
7.3.3 太陽電池 261 |
7.4 炭素ナノ材料 262 |
7.5 バイオ材料 263 |
7.5.1 バイオ材料とは 263 |
7.5.2 バイオ材料の適合性と必要条件 264 |
7.5.3 バイオ材料各論 265 |
7.5.4 その他のバイオ材料 267 |
演習問題 269 |
演習問題解答 270 |
付録 281 |
索引 287 |