機(jī)械工程材料及成形基礎(chǔ)

前言

　　本書(shū)為適應(yīng)21世紀(jì)人才培養(yǎng)要求，并遵循機(jī)械基礎(chǔ)課程體系與內(nèi)容的改革精神，根據(jù)原國(guó)家教委頒發(fā)的《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》，在總結(jié)近年來(lái)教學(xué)改革的研究和教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成。本書(shū)集工程材料與毛坯成形工藝為一體，較廣泛、深入地介紹了以下內(nèi)容：金屬材料的性能、結(jié)構(gòu)、種類(lèi)及應(yīng)用，非金屬材料的組成、制備及應(yīng)用，金屬材料的熱處理理論和工藝，金屬材料的成形工藝——液態(tài)成形、塑性成形、焊接連接，非金屬材料的成形技術(shù)一壓制、擠出與注射等方面的知識(shí)。　　本書(shū)的編寫(xiě)目的是：在眾多材料類(lèi)書(shū)籍中力求寫(xiě)作風(fēng)格新、內(nèi)容新，使學(xué)生對(duì)教材不產(chǎn)生畏難情緒，增強(qiáng)教材的可讀性，突出實(shí)用性和可操作性。學(xué)生通過(guò)對(duì)本書(shū)的學(xué)習(xí)應(yīng)基本掌握金屬材料與非金屬材料的組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系；基本掌握為保證機(jī)械零件的使用性能和加工工藝性能所必須采用的熱處理工藝方法的基本知識(shí)；基本掌握常用工程材料的種類(lèi)及根據(jù)不同的機(jī)械零件進(jìn)行選材的知識(shí)；同時(shí)還要掌握獲得高質(zhì)量機(jī)械零件毛坯的合理的成形方法方面的知識(shí)?！　”緯?shū)共10章，一般情況下可安排50～60學(xué)時(shí)進(jìn)行講授，其中，18～24學(xué)時(shí)講授金屬材料，16～20學(xué)時(shí)講授熱處理理論與熱處理工藝，4個(gè)學(xué)時(shí)講授非金屬材料與非金屬材料的成形，金屬的塑性成形、鑄造、焊接各講授4個(gè)學(xué)時(shí)。根據(jù)學(xué)生所學(xué)的專業(yè)不同，可進(jìn)行相關(guān)章節(jié)的學(xué)時(shí)調(diào)整，有些章節(jié)可供學(xué)生自學(xué)?！　〔还苁菑氖聶C(jī)電一體化專業(yè)還是從事近機(jī)類(lèi)專業(yè)，凡涉及金屬材料機(jī)械零件的工程技術(shù)問(wèn)題，都應(yīng)該掌握金屬材料、熱處理工藝方面的知識(shí)。所以，本書(shū)側(cè)重于對(duì)金屬材料和熱處理方法及其具體工藝進(jìn)行較系統(tǒng)、深入、全面的闡述。　　本書(shū)的編寫(xiě)策劃全過(guò)程由侯俊英副教授和王興源教授共同完成，參加編寫(xiě)的還有博士生導(dǎo)師趙程教授、王守城教授、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院的程俊偉博士、青島科技大學(xué)的趙朋成博士后、張淼講師、青島新東機(jī)械有限公司的胡爾建工程師、機(jī)械工程訓(xùn)練中心的丁昌京工程師和青島科技大學(xué)的趙燕偉研究生。　　本書(shū)承蒙博士生導(dǎo)師李鎮(zhèn)江教授審閱，在此表示衷心的感謝！　　由于編者水平有限，書(shū)中難免存在不足之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書(shū)是根據(jù)21世紀(jì)全國(guó)高等教育創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要求，遵循機(jī)械基礎(chǔ)課程體系與內(nèi)容的改革精神，根據(jù)原國(guó)家教委頒發(fā)的《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》，在總結(jié)近年來(lái)教學(xué)改革的研究和多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及山東省精品課程建設(shè)的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成。    本書(shū)集工程材料與毛坯成形工藝為一體，共分10章。內(nèi)容包括金屬材料的性能、結(jié)構(gòu)、種類(lèi)及應(yīng)用，非金屬材料的種類(lèi)及應(yīng)用，金屬材料的熱處理理論、工藝和實(shí)踐，金屬材料的成形工藝——液態(tài)成形、塑性成形、焊接連接，非金屬材料的成形技術(shù)——壓制、擠出與注射等方面的知識(shí)。    在眾多同類(lèi)書(shū)籍中，本書(shū)力求寫(xiě)作風(fēng)格新、內(nèi)容新，增強(qiáng)教材的可讀性，突出實(shí)用性和可操作性。本書(shū)除可作為機(jī)電類(lèi)、近機(jī)類(lèi)專業(yè)學(xué)生的教材之外，也可供從事金屬材料工程方面工作的工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章　金屬的性能與結(jié)構(gòu)  1.1　金屬的性能    1.1.1　金屬的使用性能    1.1.2　金屬的工藝性能    1.1.3　強(qiáng)化金屬材料的方法  1.2　金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶      1.2.1　金屬的晶體結(jié)構(gòu)    1.2.2　金屬的結(jié)晶    1.3　合金的相結(jié)構(gòu)與鐵碳合金狀態(tài)圖    1.3.1　合金的相結(jié)構(gòu)    1.3.2　合金狀態(tài)圖    1.3.3　鐵碳合金狀態(tài)圖  思考與練習(xí)第2章　鋼的熱處理理論   2.1　鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變    2.1.1  按照Fe—Fe3C狀態(tài)圖分析鋼加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變    2.1.2　奧氏體的形成過(guò)程    2.1.3　奧氏體的晶粒大小及其影響因素    2.1.4　晶粒大小對(duì)鋼性能的影響  2.2　鋼在冷卻時(shí)的等溫轉(zhuǎn)變與連續(xù)轉(zhuǎn)變    2.2.1　鋼在冷卻時(shí)奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變    2.2.2　鋼在冷卻時(shí)奧氏體的連續(xù)轉(zhuǎn)變    2.2.3　加熱時(shí)馬氏體和殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變（鋼的回火轉(zhuǎn)變）    2.2.4　碳鋼的熱處理時(shí)效和變形時(shí)效  思考與練習(xí)  第3章　鋼的熱處理工藝與實(shí)踐  3.1　退火與正火    3.1.1　第一類(lèi)退火    3.1.2　第二類(lèi)退火（相的重結(jié)晶）    3.1.3　正火  3.2　淬火    3.2.1　淬火溫度的選擇    3.2.2　鋼奧氏體化的加熱時(shí)間    3.2.3　冷卻介質(zhì)的選擇    3.2.4　鋼的淬硬性和鋼的淬透性    3.2.5　淬火內(nèi)應(yīng)力    3.2.6　淬火方法  3.3　回火    3.3.1　回火的種類(lèi)    3.3.2　鋼的回火曲線    3.3.3　回火溫度的選擇    3.3.4　保溫時(shí)間的確定    3.3.5　加熱設(shè)備的選擇    3.3.6　冷卻介質(zhì)的選擇    3.3.7　光亮回火  3.4　表面淬火與形變熱處理    3.4.1　表面淬火    3.4.2　形變熱處理  3.5　化學(xué)熱處理    3.5.1　化學(xué)熱處理過(guò)程    3.5.2　化學(xué)熱處理工藝  3.6　熱處理時(shí)所產(chǎn)生的缺陷    3.6.1　裂紋    3.6.2　變形與翹曲  3.7　熱處理實(shí)踐    3.7.1　冶金廠的熱處理    3.7.2　機(jī)械制造廠的熱處理  思考與練習(xí)第4章　鋼及其用途第5章　鑄鐵第6章　有色金屬及其合金第7章　非金屬材料　第8章　金屬的液態(tài)成形第9章　金屬的塑性成形第10章　金屬的焊接連接附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　金屬的性能與結(jié)構(gòu)　　1.1　金屬的性能　　金屬材料是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中最常用的材料。在各種交通運(yùn)輸機(jī)械、礦山機(jī)械、石油化工機(jī)械、冶金設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備中，金屬制品大約占90％。金屬材料之所以獲得如此廣泛的應(yīng)用，主要是因?yàn)樗哂兄圃鞕C(jī)械零部件所需的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，而且還可用較為簡(jiǎn)便的加工工藝制成機(jī)械零件，即具有良好的工藝性能?！　?.1.1　金屬的使用性能　　1.物理性能　　金屬及合金的物理性能主要有密度、熱膨脹性、導(dǎo)電性、磁性、導(dǎo)熱性、熔點(diǎn)和金屬光澤等?！　〗饘倬哂懈叩膶?dǎo)熱性。金屬中的正離子不停地在自己的平衡位置上進(jìn)行熱振動(dòng)是熱傳遞的一種形式，自由電子的自由運(yùn)動(dòng)是熱能傳遞的另一種重要形式，這兩種熱傳遞形式的疊加是金屬具有高導(dǎo)熱性的原因?！　〗饘倬哂懈叩膶?dǎo)電性。金屬中的自由電子在不停地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，那么，在微弱的電場(chǎng)的作用下，金屬中的自由電子便可作定向的加速運(yùn)動(dòng)，形成電流，這就是金屬具有良好的導(dǎo)電性的原因?！　〗饘俚目慑懶?。所謂金屬的可鍛性就是指金屬在外力作用下，能夠發(fā)生塑性變形的能力，也就是在外力的作用下，金屬晶體中各層原子間發(fā)生的相對(duì)位移的能力。由于金屬是在正離子和自由電子的電力作用下結(jié)合在一起的，因而，當(dāng)受到外力作用發(fā)生塑性變形時(shí)，金屬仍能保持金屬鍵的結(jié)合力使其具有產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的能力。

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