本書為河南省“十四五”普通高等教育規(guī)劃教材和普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材的修訂版,入選河南省本科高校新工科新形態(tài)教材。本書可滿足機械類及近機械類專業(yè)的人才培養(yǎng)需求,構建和優(yōu)化應用型本科教學的材料知識體系,滿足機電、材料加工、能源、汽車等行業(yè)讀者的材料方面知識需求。
本書包括三部分:材料科學及其應用基礎、常用工程材料和材料成形工藝。材料科學及其應用基礎的內容包括材料性能指標、晶體結構及結晶、熱處理、機械零件用材的選擇等。常用工程材料主要包括鋼鐵材料、有色金屬材料、非金屬材料與復合材料的組織性能和應用。材料成形工藝主要講述熱加工成形中鑄造、鍛造、焊接三類成形方法及其工藝要點。
本書可作為工科院校機械設計制造類、汽車制造類、材料成型及控制工程、化工機械與設備、航空裝備類等專業(yè)的教材,也可作為高等職業(yè)院校,成人教育、函授等職業(yè)教育院校的教材。
本書遵循職業(yè)教育教材編寫規(guī)律和職業(yè)院校學生學習規(guī)律,配套齊全
為適應我國新型工業(yè)化發(fā)展對創(chuàng)新型專業(yè)人才需求的不斷提高,滿足中國式現(xiàn)代化發(fā)展 對人才的需求,達到為國育才的目標,編者對第2版進行了修訂。
黨的二十大報告中指出:必須堅持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力。編者在修訂過程中,著力強化培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,增強學生的自信心和創(chuàng)造力。本書增加了先進材料及成形技術內容,以使學生了解新材料和新技術的發(fā)展和應用;書中設置了一些開放性題目,著力培養(yǎng)學生主動思考、主動實踐的能力;書中使用二維碼鏈接了一些擴展內容,以補充工程知識。
本書針對機械類及近機械類專業(yè)人員對材料知識的需求,結合專業(yè)知識結構特點和學生的接受能力組織內容。在內容安排上分為三篇:第一篇材料科學及其應用基礎,講述材料性能指標、晶體結構及結晶、熱處理和選材;第二篇常用工程材料,講述鋼鐵材料、有色金屬材料、非金屬材料與復合材料;第三篇材料成形工藝,講述鑄、鍛、焊等材料成形方法和工藝要點。本書突出了知識的系統(tǒng)性和實用性,主干清晰,條理分明。
與第2版相比,本次修訂做了以下幾方面的工作:
1)書中增加了先進材料及成形技術的內容。在重視材料科學基礎性的同時,保證了內容的先進性。
2)將反映產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新技術、新工藝、新規(guī)范、新標準等內容融入書中;對于陳舊的案例,淘汰的技術、工藝、設備、標準等進行更換替代。
3)在復習思考題中設置若干開放性題目,培養(yǎng)學生主動思考、主動探索并解決實際問題的能力。
4)本書鏈接豐富的圖片、動畫和視頻,以二維碼形式插入相關內容處,學生可通過掃描二維碼觀看和學習,以加深對知識點的理解和掌握,還有助于培養(yǎng)學生的實際動手能力。
本書由盧志文和趙亞忠任主編,并負責全書統(tǒng)稿,馬世榜和仲志國擔任副主編,參編人員還有黃本生、韋志鋒和葉鐵。具體編寫分工:南陽師范學院盧志文編寫第1章和第9章,馬世榜編寫第10章、第11章、第12章和附錄,仲志國編寫第4章和第5章,葉鐵編寫第13章;南陽理工學院趙亞忠編寫第2章、第6章和第7章;西南石油大學黃本生編寫第3章;重慶科技學院韋志鋒編寫第8章。本書由鄭州大學關紹康教授主審。
本書的編寫力求適應機械類專業(yè)的應用需要,并適應高等教育的改革和發(fā)展。但由于編者水平有限,疏漏和不足之處在所難免,懇請讀者批評指正,不吝賜教。
編者
職業(yè)院校教師
前言
二維碼索引第一篇材料科學及其應用基礎
第1章工程材料概述2
1.1材料的作用和發(fā)展前景2
1.2工程材料及其分類3
1.3工程材料的生產(chǎn)工藝概述5
復習思考題13
第2章工程材料的性能14
2.1工程材料的力學性能14
2.2工程材料的物理和化學性能25
2.3工程材料的工藝性能26
復習思考題28
第3章材料的結構29
3.1晶體的結構29
3.2實際金屬的晶體結構37
3.3非金屬材料的結構42
復習思考題44
第4章金屬與合金的結晶46
4.1純金屬的結晶46
4.2合金的結晶50
4.3合金性能與相圖的關系57
4.4鐵碳合金相圖58
復習思考題68
第5章金屬材料熱處理70
5.1鋼在加熱和冷卻時的轉變70
5.2鋼的常規(guī)熱處理76
5.3鋼的表面熱處理和化學熱處理82
5.4熱處理在機械加工中的工序位置85
5.5非鐵合金的熱處理86
5.6常用熱處理設備87
5.7其他熱處理工藝89
復習思考題90第二篇常用工程材料
第6章鋼鐵材料93
6.1鋼93
6.2鑄鐵115
復習思考題123
第7章有色金屬材料125
7.1鋁及鋁合金125
7.2銅及銅合金132
7.3鈦及鈦合金136
7.4軸承合金137
7.5鎂及鎂合金139
復習思考題142
第8章非金屬材料與復合材料143
8.1高分子材料143
8.2陶瓷材料153
8.3復合材料155
復習思考題163第三篇材料成形工藝
第9章鑄造166
9.1鑄造工藝基礎166
9.2砂型鑄造173
9.3鑄造工藝177
9.4鑄件的結構工藝性185
9.5特種鑄造189
復習思考題193
第10章金屬塑性成形194
10.1塑性變形基本理論194
10.2金屬塑性成形的基本生產(chǎn)方式198
10.3自由鍛200
10.4模鍛206
10.5板料沖壓212
復習思考題216
第11章焊接218
11.1焊接的類型、特點及應用218
11.2熔焊過程與焊接質量220
11.3常用焊接方法228
11.4常用材料的焊接236
11.5焊接結構工藝設計239
復習思考題244
第12章先進材料及成形技術246
12.1新型合金材料246
12.2先進陶瓷材料260
12.3先進高分子材料266
12.4先進成形技術270
復習思考題276
第13章機械零件用材及其成形工藝
的選擇277
13.1材料的失效及其分析277
13.2選材的基本原則和方法284
13.3典型零件的材料及成形工藝選擇294
復習思考題297
附錄298
附錄A部分鋼的臨界溫度298
附錄B硬度換算表299
附錄C金屬材料常用腐蝕劑301
參考文獻302