工程材料

前言

“工程材料”課程是高等院校機(jī)械類和相關(guān)專業(yè)的一門十分重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，主要是為學(xué)生的后續(xù)課程學(xué)習(xí)和實(shí)際工作打下必要的基礎(chǔ)。該課程的目的是從工程應(yīng)用角度出發(fā)，介紹常用的工程材料及其應(yīng)用等基本知識(shí)，使學(xué)生了解材料的化學(xué)成分、加工工藝、微觀組織結(jié)構(gòu)及性能之間的關(guān)系，并掌握工程材料的基本理論和基本規(guī)律。本書致力于科學(xué)性、系統(tǒng)性和實(shí)用性；結(jié)合目前普通高等院校本科生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和將來適應(yīng)社會(huì)的需要，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作技術(shù)能力，將原理與工程實(shí)踐緊密結(jié)合；同時(shí)注重引入新材料、新技術(shù)及新工藝；采用最新國家標(biāo)準(zhǔn)；體現(xiàn)國際化的標(biāo)準(zhǔn)和要求；力求體系完整，結(jié)構(gòu)合理，信息正確，編寫精練。全書共6章，內(nèi)容包括工程材料的分類與性能要求、金屬學(xué)基礎(chǔ)、鋼的熱處理及表面改性、常用金屬材料、其他工程材料、機(jī)械零件的選材。重點(diǎn)介紹金屬材料，兼顧非金屬材料。每章安排學(xué)習(xí)要求和習(xí)題，幫助讀者掌握、鞏固、應(yīng)用學(xué)習(xí)內(nèi)容。上海工程技術(shù)大學(xué)材料學(xué)院錢士強(qiáng)老師編寫第1、6章及4.1、4.2節(jié)，林文松老師編寫第2章，王偉老師編寫第3章，劉繼華老師編寫4.3、5.1節(jié)，何亮老師編寫5.2、5.3、5.4節(jié)。全書由錢士強(qiáng)老師統(tǒng)稿。在本書編寫過程中，參考并引用了國內(nèi)外相關(guān)圖書和文獻(xiàn)的內(nèi)容，編者在此向有關(guān)作者表示衷心感謝。本書在規(guī)劃、編寫過程中得到了材料學(xué)院同仁的關(guān)心和熱情幫助。編者在此也一并表示衷心感謝。由于編者水平有限，書中錯(cuò)誤在所難免。如蒙指正，不甚感謝。

內(nèi)容概要

本書主要闡述工程材料的分類與性能要求、金屬學(xué)基礎(chǔ)、鋼的熱處理及表面改性、常用金屬材料、其他工程材料、機(jī)械零件的選材等內(nèi)容。重點(diǎn)介紹金屬材料，兼顧非金屬材料。每章安排學(xué)習(xí)要求和習(xí)題，幫助讀者掌握、鞏固、應(yīng)用學(xué)習(xí)內(nèi)容。本書可作為高等院校本科機(jī)械類和近機(jī)類專業(yè)學(xué)生教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)、參考。

書籍目錄

1 工程材料的分類與性能要求  1.1 工程材料的分類　　1.1.1 結(jié)合鍵的特性　　1.1.2 材料的分類及用途  1.2 機(jī)械零件所受載荷和失效形式　　1.2.1 載荷類型　　1.2.2 失效形式　　1.2.3 失效原因  1.3 工程材料的性能要求　　1.3.1 工程材料的力學(xué)性能　　1.3.2 工程材料的物理性能和化學(xué)性能　　1.3.3 工程材料的工藝性能　　1.3.4 成分-結(jié)構(gòu)-組織-性能關(guān)系  習(xí)題2 金屬學(xué)基礎(chǔ)  2.1 金屬及合金的結(jié)構(gòu)　　2.1.1 晶體的基本概念　　2.1.2 三種常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)　　2.1.3 晶面指數(shù)和晶向指數(shù)　　2.1.4 實(shí)際金屬晶體結(jié)構(gòu)的缺陷　　2.1.5 合金的晶體結(jié)構(gòu)  2.2 金屬的結(jié)晶　　2.2.1 金屬結(jié)晶的概念　　2.2.2 結(jié)晶過程　　2.2.3 結(jié)晶后的晶粒大小　　2.2.4 金屬鑄錠的結(jié)晶組織　　2.2.5 金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變  2.3 二元合金相圖　　2.3.1 二元合金相圖的建立　　2.3.2 二元?jiǎng)蚓鄨D　　2.3.3 二元共晶相圖　　2.3.4 其他二元相圖　　2.3.5 相圖與合金性能之間的關(guān)系  2.4 鐵碳合金相圖　　2.4.1 相圖分析　　2.4.2 鐵碳合金的分類　　2.4.3 典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程及組織　　2.4.4 鐵碳合金的成分-組織-性能關(guān)系　　2.4.5 Fe-Fe?3C相圖的應(yīng)用  2.5 金屬的塑性變形　　2.5.1 金屬單晶體的塑性變形　　2.5.2 金屬多晶體的塑性變形　　2.5.3 塑性變形對(duì)金屬組織的影響　　2.5.4 塑性變形對(duì)金屬性能的影響　　2.5.5 殘余內(nèi)應(yīng)力  2.6 塑性變形金屬在加熱時(shí)的組織和性能變化　　2.6.1 回復(fù)　　2.6.2 再結(jié)晶　　2.6.3 金屬材料的熱加工  習(xí)題3 鋼的熱處理及表面改性  3.1 鋼的熱處理原理　　3.1.1 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變　　3.1.2 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變  3.2 鋼的整體熱處理　　3.2.1 鋼的退火與正火　　3.2.2 鋼的淬火與回火  3.3 鋼的表面熱處理　　3.3.1 感應(yīng)加熱表面淬火　　3.3.2 火焰加熱表面淬火　　3.3.3 接觸電阻加熱淬火　　3.3.4 激光淬火  3.4 鋼的化學(xué)熱處理　　3.4.1 滲碳處理……4 常用金屬材料5 其他工程材料6 機(jī)械零件的選材參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（2）選材錯(cuò)誤設(shè)計(jì)中對(duì)零件失效的形式判斷錯(cuò)誤，使所選用材料的性能不能滿足工作條件的要求；或者選材所依據(jù)的性能指標(biāo)，不能反映材料對(duì)實(shí)際失效形式的抗力，錯(cuò)誤地選擇了材料。另外，所用材料的冶金質(zhì)量太差，例如夾雜物多、雜質(zhì)元素過多、存在夾層等，它們常常是零件斷裂時(shí)裂紋的發(fā)源地，所以原材料的檢驗(yàn)很重要。（3）加工工藝不當(dāng)零件在加工和成形過程中，由于采用的工藝不正確，可能造成種種缺陷。冷加工中常出現(xiàn)的缺陷是表面粗糙度太高，存在較深的刀痕、磨削裂紋等；熱成形中最容易產(chǎn)生的缺陷是過燒、過熱和帶狀組織等。而熱處理中，工序的遺漏，淬火冷卻速度不夠，表面脫碳，淬火變形、開裂等，都是造成零件失效的重要原因。尤其當(dāng)零件厚度不均，截面變化急劇，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱時(shí)（這些實(shí)際是設(shè)計(jì)的問題），熱處理工藝對(duì)零件失效的影響，更應(yīng)特別注意。（4）安裝使用維護(hù)不良安裝時(shí)配合過緊、過松，對(duì)中不好，固定不緊等，都可能使零件不能正常工作，或工作不安全。使用維護(hù)不良，不按工藝規(guī)程操作，也可使零件在不正常的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，零件磨損后未及時(shí)調(diào)整間隙或進(jìn)行更換，會(huì)造成過量彈性變形和沖擊受載，維護(hù)不到位時(shí)，溫度的變化、環(huán)境介質(zhì)的污染會(huì)大大加速磨損和腐蝕進(jìn)程，等等。所有這些情況對(duì)失效的影響都是不可輕視的。以上只討論了導(dǎo)致零件失效的四個(gè)方面的原因，但實(shí)際情況是很復(fù)雜的，還存在其他方面的原因。另外，失效往往不只是單一原因造成的，而可能是多種原因共同作用的結(jié)果。在這種情況下，必須逐一考察設(shè)計(jì)、材料、加工和安裝使用維護(hù)等方面的問題，排除各種可能性，找到真正的原因，特別是起決定作用的主要原因。

編輯推薦

《工程材料》是由清華大學(xué)出版社出版。

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