本書根據(jù)教育部高等學(xué)校機械基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會制定的工程材料課程教學(xué)基本內(nèi)容和要求編寫,在保留工程材料核心內(nèi)容的基礎(chǔ)上,增加了提高學(xué)生興趣的元素和內(nèi)容。每章后附有身邊的工程材料,將抽象的理論知識和現(xiàn)實生活結(jié)合起來,提高學(xué)生的閱讀興趣,增加學(xué)生對工程材料的感性理解。課程中諸多核心知識點和專業(yè)術(shù)語配有網(wǎng)絡(luò)媒體素材,可以用移動終端掃描二維碼獲取,便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和理解。全書共8章,主要包括:金屬材料結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能、金屬的塑性變形與再結(jié)晶、鐵碳合金、鋼的熱處理、合金鋼、非鐵金屬及其合金、其他工程材料和工程材料的選擇及應(yīng)用。本書可作為高等院校機械類和近機類各專業(yè)的教材,也可供遠(yuǎn)程教育、成人高校、電視大學(xué)等機構(gòu)選作教材或參考書,還可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。
1.本書配套有數(shù)字教學(xué)資源(授課視頻、教學(xué)課件、動畫),是一本新形態(tài)教材,全書配套教學(xué)資源以二維碼形式在書中呈現(xiàn),讀者可以通過手機客戶端注冊后掃碼查閱本書相關(guān)配套資源。2.本書根據(jù)普通高等學(xué)校機械類及近機械類專業(yè)工程材料課程教學(xué)要求編寫,主要包括金屬材料結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能、金屬的塑性變形與再結(jié)晶、鐵碳合金、鋼的熱處理、合金鋼、非鐵金屬及其合金、其他工程材料和工程材料的選擇及應(yīng)用,并在每章后附有精煉的閱讀材料,以增強學(xué)習(xí)興趣,開拓學(xué)生視野。3.本書課件索取方式:郵箱hustp_jixie@163.com,微信公眾號:華中機械。
本書作為普通高等教育十三五規(guī)劃教材暨智能制造領(lǐng)域人才培養(yǎng)規(guī)劃教材之一,根據(jù)教育部高等學(xué)校機械基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會對工程材料及機械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)的基本要求,參照機械基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)分委員會和工程訓(xùn)練教學(xué)指導(dǎo)委員會教研項目工程材料與機械制造基礎(chǔ)課程知識體系和能力要求工程材料與機械制造基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)的制定依據(jù)和原則,以及高校教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項目機械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程體系改革的研究與實踐等相關(guān)研究成果進行編寫。在上述基礎(chǔ)上,本書的編寫還融合了兄弟院校的多年實際教學(xué)經(jīng)驗,按照當(dāng)前本科機械類和近機類專業(yè)人員對材料及成形技術(shù)知識的要求,以及學(xué)生的學(xué)習(xí)接受能力,搭建了本教材的基本架構(gòu)。
全書共8章,每一章結(jié)尾都附有一定量的習(xí)題,系統(tǒng)闡述了金屬材料的力學(xué)性能、金屬的體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、金屬的塑性變形理論及再結(jié)晶過程、材料的分類與性能、合金的相組成與相圖分析、鐵碳合金、工業(yè)用鋼、工業(yè)鑄鐵、合金鋼、非鐵金屬及其合金、非金屬材料、特殊用途材料、鋼的熱處理、表面工程技術(shù)、機械工程材料選用與成形工藝制定等基本原理與基礎(chǔ)知識。
本書在內(nèi)容取舍和編寫體系方面有一定的改革創(chuàng)新,并力求為適應(yīng)智能制造的大工程發(fā)展前景做出教學(xué)探索。本書的編寫主要體現(xiàn)了以下幾個特點。
(1)
全書依據(jù)課程教學(xué)基本要求編寫。其一,根據(jù)課程的知識體系和能力要求體系,保留了現(xiàn)有同類教材的基本內(nèi)容;其二,基于本課程的專業(yè)教育屬性及與機械制造基礎(chǔ)和實習(xí)中部分通識教育屬性的關(guān)系,圍繞人才培養(yǎng)需求、產(chǎn)品制造流程邏輯關(guān)系和教學(xué)特點,匯集了工程材料及其與機械制造相關(guān)的有代表性知識點,精選了工程材料教學(xué)內(nèi)容;其三,從培養(yǎng)學(xué)生選擇工程材料及應(yīng)用成形工藝能力出發(fā),去掉一些繁冗的細(xì)節(jié),既避免本書內(nèi)容過于繁雜而不利于教學(xué),又在某些方面適當(dāng)加深或拓寬,如對新材料和新工藝及其發(fā)展趨勢的介紹,以適應(yīng)科技發(fā)展對材料的多樣性需求;其四,根據(jù)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)要求及規(guī)定學(xué)時,可選擇適當(dāng)內(nèi)容進行講授,能適合24~56學(xué)時的課堂教學(xué)。
(2)
系統(tǒng)性地處理專業(yè)課程教育的理論深度與工程應(yīng)用的通識性教育的關(guān)系。如對以往同類教材關(guān)于金屬材料結(jié)構(gòu)的內(nèi)容進行了整合與篩選,
并加入了關(guān)于材料力學(xué)性能的內(nèi)容,組成了本書第1章,以鼓勵機械類學(xué)生將工程材料課程與材料力學(xué)課程進行同步參考學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的聯(lián)動思維。對于尚未學(xué)習(xí)材料力學(xué)的學(xué)生,第1章則可以選擇性地發(fā)揮本課程的入門作用。又如在本書的第4章鋼的熱處理中適度配置了熱噴涂、涂裝、表面形變強化等表面工程技術(shù)內(nèi)容,拓寬熱處理技術(shù)的外延,豐富了教學(xué)內(nèi)容。
(3)
提供了互聯(lián)網(wǎng) 教學(xué)平臺的服務(wù)內(nèi)容。為促進學(xué)生學(xué)習(xí)理解本書內(nèi)容,針對教材中各重要知識點和關(guān)鍵名詞配有相關(guān)教學(xué)視頻(視頻僅供參考,以教材為準(zhǔn)),并將視頻鏈接以二維碼形式附在對應(yīng)名詞或知識點后面,方便學(xué)生自學(xué)與課后復(fù)習(xí)。
(4)
力求做到寓教于樂。本書中每個章節(jié)末尾都附有身邊的工程材料環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)或介紹與本章內(nèi)容相關(guān)的故事、新聞、社會熱點等內(nèi)容,或具有一定的選材應(yīng)用邏輯關(guān)系,既歸納本章要點又拓寬學(xué)生的知識面,激發(fā)學(xué)生和讀者的學(xué)習(xí)興趣,起到將本章所學(xué)知識付諸實際應(yīng)用的啟迪作用。
(5)
全書的名詞術(shù)語、符號和計量單位采用最新國家標(biāo)準(zhǔn)及其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如采用新國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的強度與塑性指標(biāo)的表示方法等。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容與教材內(nèi)容緊密結(jié)合。
本書可作為高等院校理工科機械類及近機類專業(yè)的教學(xué)用書,也可供遠(yuǎn)程教育、成人高校、電視大學(xué)等機構(gòu)選作教材或參考書,還可供有關(guān)技術(shù)人員參考。使用本書時,可結(jié)合專業(yè)的具體情況進行調(diào)整,有些內(nèi)容可供學(xué)生自學(xué)。
本書由徐志農(nóng)、倪益華任主編,趙朋、吳超華任副主編,參加本書的編寫并做出貢獻的還有嚴(yán)波、李吉泉、侯英岢、倪忠進、許小鋒、周繼烈、尹俊。分工如下:第1章,上海交通大學(xué)嚴(yán)波;第2章,浙江工業(yè)大學(xué)李吉泉;第3章,浙江農(nóng)林大學(xué)侯英岢、倪忠進;第4章,浙江大學(xué)趙朋;第5章,浙江農(nóng)林大學(xué)倪益華、許小鋒;第6章6.1、6.2節(jié),浙江大學(xué)周繼烈;第6章6.3、6.4和第7章7.1~7.3節(jié),武漢理工大學(xué)吳超華;第7章7.4,浙江大學(xué)尹俊;第8章,浙江大學(xué)徐志農(nóng)。華中科技大學(xué)周華民教授作為主審對全書進行了細(xì)致審閱并提出許多關(guān)鍵性改進意見。
本書的編寫工作得到了各位同仁的大力支持和校內(nèi)外及企業(yè)人士的熱情幫助與指導(dǎo),再次向他們致以真誠的謝意。浙江大學(xué)陳培里、陸秋君為本書提供了部分網(wǎng)絡(luò)視頻和圖片等素材,本書還參考和引用了國內(nèi)外有關(guān)教材、科技著作及論文等文獻的內(nèi)容與插圖,在此特向有關(guān)作者及單位致以衷心的感謝。
本書編寫力求適應(yīng)工程科學(xué)技術(shù)的進步和高校教育的發(fā)展與改革,但由于編者的理論水平與教學(xué)經(jīng)驗有限,難免存在疏漏與欠妥之處,敬請各位讀者、同仁和專家批評指正。
編者
緒論(1)
第1章金屬材料結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能(3)
1.1純金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶(3)
1.2合金的結(jié)構(gòu)(28)
1.3工程材料基本力學(xué)性能(32)
身邊的工程材料1:澎湖空難(40)
本章復(fù)習(xí)思考題(42)
第2章金屬的塑性變形與再結(jié)晶(43)
2.1金屬的塑性變形(43)
2.2塑性變形金屬的再結(jié)晶(46)
2.3金屬的塑性加工(49)
2.4金屬的熱變形(57)
身邊的工程材料2:大馬士革刀和中國鑄劍(58)
本章復(fù)習(xí)思考題(60)
第3章鐵碳合金(61)
3.1二元合金狀態(tài)圖(61)
3.2鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能(65)
3.3鐵碳合金狀態(tài)圖(67)
3.4碳素鋼(74)
3.5鑄鐵(82)
身邊的工程材料3:木工手動工具(92)
本章復(fù)習(xí)思考題(93)
第4章鋼的熱處理(95)
4.1概述(95)
4.2碳素鋼熱處理的理論基礎(chǔ)(95)
4.3鋼的熱處理工藝(104)
4.4影響熱處理效果的因素(122)
身邊的工程材料之4:軸承的熱處理工藝(124)
本章復(fù)習(xí)思考題(125)
第5章合金鋼(128)
5.1合金鋼的分類、編號及合金元素在鋼中的作用(128)
5.2合金結(jié)構(gòu)鋼(136)
5.3合金工具鋼(146)
5.4特殊性能鋼(156)
身邊的工程材料5:航空發(fā)動機渦輪葉片用材及其發(fā)展(164)
本章復(fù)習(xí)思考題(167)
第6章非鐵金屬及其合金(168)
6.1銅及銅合金(168)
6.2鋁及鋁合金(176)
6.3其他非鐵合金(187)
6.4銅合金與鋁合金的選用比較(192)
身邊的工程材料6:硬幣用金屬及合金(193)
本章復(fù)習(xí)思考題(195)
第7章其他工程材料(196)
7.1高分子材料(196)
7.2陶瓷材料(214)
7.3復(fù)合材料(224)
7.4生物制造工程用水凝膠材料(235)
身邊的工程材料7:C919大飛機用到的先進材料(239)
本章復(fù)習(xí)思考題(240)
第8章工程材料的選擇及應(yīng)用(241)
8.1選材的一般原則(241)
8.2失效判斷與選材綜合舉例(254)
8.3工程材料探究手機機身或中框的選材和成形(271)
身邊的工程材料之8:充電電池移動式機電產(chǎn)品的動力之源(275)
本章復(fù)習(xí)思考題(279)
參
考 文 獻(281)