本書重點介紹各類工程材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、熱處理工藝、性能特點和應(yīng)用范圍,并以實例說明零部件在不同工作條件下的失效方式及如何進行合理選材。以及機械設(shè)計者和制造者必須具備的材料知識和有關(guān)的基本理論,全書共分11章,包括材料的性能、金屬材料的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、二元合金相圖、鐵碳合金、金屬的塑性變形與再結(jié)晶、鋼的熱處理、合金鋼、鑄鐵、有色金屬、非金屬材料及機械零件的失效與選材。為幫助學(xué)生思考、復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)知識,各章后均附有復(fù)習(xí)題,并最后附有課堂討論內(nèi)容。本書引用國家最新標(biāo)準(zhǔn),并力求做到加強基礎(chǔ)、突出重點、注重應(yīng)用和適應(yīng)面廣。
本書重點介紹各類工程材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、熱處理工藝、性能特點和應(yīng)用范圍,并以實例說明零部件在不同工作條件下的失效方式和如何對零部件進行合理選材,以及機械設(shè)計者和制造者必須具備的材料知識和有關(guān)的基本理論。全書共分11章,包括材料的性能、金屬材料的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、二元合金相圖、鐵碳合金、金屬的塑性變形與再結(jié)晶、鋼的熱處理、合金鋼、鑄鐵、有色金屬、非金屬材料及機械零件的失效與選材等內(nèi)容。
前言
材料與我們的生活密切相關(guān)。它不僅是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),更是人類文明和技術(shù)進步的重要標(biāo)志。人類社會在經(jīng)歷了石器時代、青銅器時代、鐵器時代和鋼鐵時代之后,邁進了當(dāng)今的新材料時代。在科學(xué)技術(shù)飛速進步和生產(chǎn)力水平日益發(fā)展的今天,傳統(tǒng)的金屬材料在機械制造業(yè)領(lǐng)域仍占主導(dǎo)地位,同時,高分子合成材料、陶瓷材料以及復(fù)合材料的應(yīng)用也越來越廣泛,這對高等院校高水平應(yīng)用型工程技術(shù)人才的培養(yǎng)提出了新的要求。誰掌握了zui先進的材料,誰就能在高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展上占有主動權(quán)。
“工程材料”就是一門研究工程材料——金屬材料、非金屬材料的組織、性能,并教授如何辨別和使用材料的學(xué)科。該課程是機械、機電類專業(yè)必修的一門基礎(chǔ)課程,同時它又是機械、機電類專業(yè)學(xué)習(xí)后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。
本書重點介紹各類工程材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、熱處理工藝、性能特點和應(yīng)用范圍,并以實例說明零部件在不同工作條件下的失效方式和如何對零部件進行合理選材,以及機械設(shè)計者和制造者必須具備的材料知識和有關(guān)的基本理論。全書共分11章,包括材料的性能、金屬材料的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、二元合金相圖、鐵碳合金、金屬的塑性變形與再結(jié)晶、鋼的熱處理、合金鋼、鑄鐵、有色金屬、非金屬材料及機械零件的失效與選材等內(nèi)容。為幫助學(xué)生思考、復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)知識,各章后均附有習(xí)題,并在zui后附有課堂討論內(nèi)容。本書引用zui新國家標(biāo)準(zhǔn),并力求做到加強基礎(chǔ)、突出重點、注重應(yīng)用和適應(yīng)面廣。
本書由武昌首義學(xué)院(原華中科技大學(xué)武昌分校)趙燕、王琨擔(dān)任主編,參加編寫及再版修訂的有武漢生物工程學(xué)院劉懌凡(第6章),趙燕、潘紅梅(第4章);華中科技大學(xué)文華學(xué)院韓蕾蕾(第5、10、11章);武漢華夏理工學(xué)院張瑞霞、武昌首義學(xué)院程思華(第1、2章);江漢大學(xué)文理學(xué)院曹。ǖ7章);武漢工業(yè)學(xué)院工商學(xué)院汪靖(第8章),全書由王琨統(tǒng)稿。趙燕、潘紅梅負責(zé)修訂,并提供課件。本書在編寫過程中,得到了武昌首義學(xué)院機電與自動化學(xué)院徐盛林院長、孫立鵬副院長,數(shù)控實訓(xùn)創(chuàng)新基地肖書浩、周嚴(yán)主任,以及機電教研室李碩、劉海、李平等同事的大力支持;得到了華中科技大學(xué)出版社編輯袁沖的大力支持,在此一并表示衷心感謝。
本書在編寫中參閱了大量相關(guān)文獻與資料,在此向有關(guān)作者表示感謝。
由于編者水平有限,時間倉促,書中難免存在錯誤或不足之處,懇請讀者批評指正,以便我們及時改進。
編者
2017年5月
第0章緒論(1)
0.1材料與材料科學(xué)(1)
0.2材料的分類及應(yīng)用(1)
0.3本課程的目的、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法(2)
第1章材料的性能(4)
1.1材料的力學(xué)性能(4)
1.2材料的其他性能(10)
習(xí)題(12)
第2章金屬材料的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶(13)
2.1金屬的晶體結(jié)構(gòu)(13)
2.2純金屬的結(jié)晶(25)
2.3合金相結(jié)構(gòu)(31)
習(xí)題(34)
第3章二元合金相圖(35)
3.1二元合金相圖的建立(35)
3.2二元勻晶相圖(36)
3.3二元共晶相圖(39)
3.4二元包晶相圖(43)
3.5其他二元相圖(44)
3.6合金的性能與相圖之間的關(guān)系(45)
習(xí)題(47)
第4章鐵碳合金(49)
4.1鐵碳合金中的相和基本組織(49)
4.2鐵碳合金相圖(52)
4.3鐵碳合金相圖的應(yīng)用(60)
4.4碳鋼(61)
習(xí)題(68)
第5章金屬的塑性變形與再結(jié)晶(69)
5.1彈性變形與塑性變形(69)
5.2金屬的塑性變形(70)
5.3冷塑性變形對金屬組織和性能的影響(73)
5.4冷變形金屬在加熱時組織和性能的變化(75)
5.5金屬的熱加工(77)
習(xí)題(79)
第6章鋼的熱處理(80)
6.1鋼的熱處理原理(80)
6.2鋼的普通熱處理(89)
6.3鋼的表面熱處理(96)
6.4鋼的化學(xué)熱處理(99)
6.5熱處理新技術(shù)和新工藝(102)
習(xí)題(104)
目錄第7章合金鋼(106)
7.1概述(106)
7.2合金結(jié)構(gòu)鋼(110)
7.3合金工具鋼(120)
7.4特殊性能鋼(127)
習(xí)題(135)
第8章鑄鐵(137)
8.1鑄鐵的石墨化過程(137)
8.2常用鑄鐵(139)
8.3合金鑄鐵(145)
習(xí)題(146)
第9章有色金屬(148)
9.1鋁及鋁合金(148)
9.2銅及銅合金(156)
9.3鈦及鈦合金(161)
9.4鎂及鎂合金(163)
習(xí)題(164)
第10章非金屬材料(165)
10.1高分子材料(165)
10.2粉末冶金材料(173)
10.3陶瓷材料(174)
10.4復(fù)合材料(178)
10.5其他材料(181)
習(xí)題(182)
第11章機械零件的失效與選材(183)
11.1機械零件的失效(183)
11.2機械零件選材的一般原則(186)
11.3典型零件的選材及熱處理工藝的選擇(188)
習(xí)題(193)
課堂討論(194)
討論1鐵碳相圖(194)
討論2鋼的熱處理(195)
討論3合金鋼(196)
附錄A常用鋼種的臨界溫度(198)
附錄B金屬材料硬度值換算表(202)
參考文獻(204)