工程設(shè)計中的材料選擇與應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《工程設(shè)計中的材料選擇與應(yīng)用》在介紹必備的工程材料性能特征和加工特征的基礎(chǔ)上，具體分析工程設(shè)計制造中材料選擇的主要因素，論述各大類工程材料（金屬、陶瓷和高分子材料）對于工程設(shè)計制造的適應(yīng)性，歸納和提出工程設(shè)計制造中常用的選材方法（經(jīng)驗選材、半經(jīng)驗選材和現(xiàn)代選材等），并具體介紹接力學性能選材、價值工程和目標函數(shù)選材、材料數(shù)據(jù)庫在選材中的應(yīng)用，以及幾種特殊工況下的選材及應(yīng)用，并強調(diào)了選材的經(jīng)濟成本分析?！豆こ淘O(shè)計中的材料選擇與應(yīng)用》是著者們多年從事材料工程應(yīng)用技術(shù)的經(jīng)驗總結(jié)，理論分析與工程實踐密切結(jié)合，實例豐富、圖文并茂、內(nèi)容豐富、涵蓋面廣、具有很強的可讀性實用性?！豆こ淘O(shè)計中的材料選擇與應(yīng)用》既可以作為各工程領(lǐng)域技術(shù)人員和管理人員指導(dǎo)選材、用材工程的專門書籍，也可為相關(guān)科技人員提供重要參考，以及作為大專院校本科、研究生才教學用書。

書籍目錄

第1篇 工程材料與加工概述第1章 工程材料特征1.1 材料科學和工程材料1.1.1 材料科學、材料工程與工程材料1.1.2 工程材料的分類1.1.3 結(jié)構(gòu)材料和功能材料1.1.4 傳統(tǒng)材料和新型材料1.2 工程材料的內(nèi)部構(gòu)成與集合狀態(tài)特征1.2.1 構(gòu)成工程材料的結(jié)構(gòu)層次1.2.2 工程材料的鍵合特征1.2.3 工程材料的集合狀態(tài)1.2.4 相圖、相變和動力學曲線1.2.5 單相與多相組織形貌及對材料性能的影響1.3 工程材料的性能特征1.3.1 金屬材料的特征1.3.2 陶瓷材料的特性1.3.3 高分子材料的特性1.4 工程材料主要性能的比較第2章 常用工程材料品種與應(yīng)用2.1 常用鋼鐵材料2.1.1 碳鋼2.1.2 合金鋼2.1.3 鑄鐵2.2 常用有色金屬材料2.2.1 鋁及鋁合金2.2.2 銅及銅合金2.3 常用陶瓷材料2.3.1 普通陶瓷2.3.2 氧化物陶瓷2.3.3 非氧化物陶瓷2.3.4 金屬陶瓷2.4 常用高分子材料2.4.1 塑料2.4.2 其他常用高分子材料第3章 工程材料制備與零件加工成形3.1 工程材料制備方法3.1.1 金屬材料制備3.1.2 非金屬材料制備3.2 零件（制品）的成形3.2.1 金屬零件鑄造、 壓力加工、 焊接成形和粉末冶金成形3.2.2 非金屬材料零件（制品）成形3.2.3 切削加工和特種加工成形3.3 零件（制品）的熱處理和表面處理3.3.1 金屬材料零件熱處理3.3.2 非金屬材料零件（制品）的熱處理3.3.3 零件的表面處理3.4 現(xiàn)代材料制備工藝與技術(shù)3.4.1 納米材料的制備3.4.2 自蔓延合成技術(shù)3.4.3 物理氣相沉積3.4.4 金屬霧化噴射沉積3.4.5 金屬半固態(tài)加工制備3.4.6 氧化物彌散強化與機械合金化3.5 零件（制品）的加工工藝性3.5.1 金屬零件的加工工藝性3.5.2 塑料制品成形工藝性3.5.3 陶瓷零件的工藝性第2篇 設(shè)計制造與選材因素第4章 工程構(gòu)件工作負荷特點4.1 力學負荷4.1.1 簡單負荷與復(fù)合負荷4.1.2 靜負荷與動負荷4.1.3 應(yīng)力集中與復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)4.1.4 非均勻負荷4.2 熱負荷4.2.1 高溫和低溫的影響4.2.2 熱應(yīng)力和熱疲勞4.2.3 熱沖擊4.3 環(huán)境介質(zhì)及其他表面作用4.3.1 環(huán)境介質(zhì)作用4.3.2 表面摩擦作用和其他表面作用第5章 工程設(shè)計與制造的選材基礎(chǔ)5.1 選材背景、原則和選材的一般過程5.1.1 新產(chǎn)品開發(fā)5.1.2 選材原則與制約因素5.1.3 選材的一般過程5.2 材料性能與設(shè)計指標5.2.1 工程設(shè)計與材料設(shè)計5.2.2 材料性能、零件使用性能與機器設(shè)計特征5.2.3 設(shè)計性指標與安全性指標5.2.4 結(jié)構(gòu)零件硬度指標及適用性5.3 材料和零件性能的影響因素5.3.1 冶金因素5.3.2 組織狀態(tài)5.3.3 尺寸等因素5.3.4 殘余應(yīng)力5.3.5 材料的環(huán)境劣化5.4 材料選擇的經(jīng)濟性考慮5.4.1 材料成本的追求5.4.2 材料成本的影響因素5.5 零件制造工藝與設(shè)計選材5.5.1 零件制造工藝的目標5.5.2 設(shè)計、選材和制造的工藝背景5.5.3 各種工藝過程的工藝特性和局限性5.5.4 工藝方案實例5.5.5 制造工藝的成本5.6 材料資源、能源與環(huán)保5.6.1 資源、能源與環(huán)保5.6.2 機械工程材料節(jié)材、節(jié)能途徑第6章 工程材料在設(shè)計選用中的基本適應(yīng)性6.1 工程材料的使用概況6.2 金屬材料選用的適應(yīng)性6.2.1 選擇金屬材料的一般原則和考慮6.2.2 選用金屬材料的限制6.3 高分子材料選用的適應(yīng)性6.3.1 高分子材料工程應(yīng)用的基本要求6.3.2 塑料材料的選用原則6.3.3 不宜選用塑料的場合6.3.4 選用塑料的適宜條件6.3.5 塑料材料的應(yīng)用情況和選材6.3.6 塑料代用其他工程材料6.4 陶瓷材料選用的適應(yīng)性6.4.1 陶瓷材料應(yīng)用的工程特征6.4.2 陶瓷材料工程應(yīng)用的限制和應(yīng)注意的問題6.4.3 陶瓷產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和強度設(shè)計6.4.4 陶瓷材料應(yīng)用情況和選材第3篇 材料選擇方法與應(yīng)用第7章 工程設(shè)計中常用選材方法7.1 經(jīng)驗和傳統(tǒng)選材7.1.1 經(jīng)驗選材7.1.2 行業(yè)傳統(tǒng)選材7.1.3 試行錯誤法選材7.2 半經(jīng)驗選材7.2.1 類比法選材7.2.2 篩選法選材7.2.3 按使用性能的設(shè)計選材7.3 產(chǎn)品與制造信息反饋選材7.3.1 原材料與制造信息7.3.2 使用和失效情況反饋7.3.3 市場信息與備件消耗7.4 現(xiàn)代選材方法介紹7.4.1 選材的成本效益因素7.4.2 價值分析法7.4.3 目標函數(shù)法及其他方法7.4.4 計算機輔助選材第8章 根據(jù)力學性能選材8.1 按剛度選材8.1.1 零件的剛度因素8.1.2 剛度選材實例8.2 按強度選材8.2.1 零件強度的因素8.2.2 提高材料強度的工程途徑8.2.3 強度選材的其他考慮8.2.4 按強度選材實例8.3 按韌性選材8.3.1 零件韌性的因素8.3.2 提高材料韌性的工程途徑8.3.3 韌性選材的考慮8.3.4 韌性選材實例8.4 按疲勞強度選材8.4.1 零件疲勞壽命的因素8.4.2 提高材料疲勞抗力的工程途徑8.4.3 疲勞強度選材的考慮8.4.4 實例：鐵素體?珠光體冷軋板材的剩余疲勞壽命8.5 按綜合力學性能選材8.5.1 綜合力學性能選材的考慮8.5.2 軸類零件綜合力學性能選材實例第9章 現(xiàn)代定量選材與應(yīng)用9.1 星形輪廓模型法和統(tǒng)計數(shù)量化綜合法選材9.1.1 星形輪廓模型法9.1.2 統(tǒng)計數(shù)量化綜合法9.2 選材的成本分析9.2.1 單位成本分析9.2.2 材料的理論價值評價法9.2.3 最低成本分析法9.2.4 應(yīng)用9.3 按價值工程法選材9.3.1 價值工程的產(chǎn)生和發(fā)展9.3.2 價值工程的基本原理9.3.3 單一零件的價值工程分析方法與應(yīng)用9.3.4 產(chǎn)品或部件的綜合分析法9.3.5 全過程（總價值）評定9.3.6 應(yīng)用價值工程選定材料的工藝方案9.4 選材的綜合技術(shù)經(jīng)濟評價9.4.1 選材的綜合技術(shù)經(jīng)濟評價的方法9.4.2 示例9.5 按目標函數(shù)法選材9.5.1 基本概念及原理9.5.2 目標函數(shù)的基本分析方法9.5.3 實例分析9.6 可靠性方法在材料和工藝選擇中的應(yīng)用9.6.1 產(chǎn)品的可靠性9.6.2 可靠性分析的原理和方法9.6.3 可靠性在材料選擇中的應(yīng)用第10章 材料數(shù)據(jù)庫在選材中的應(yīng)用10.1 材料數(shù)據(jù)庫10.1.1 材料數(shù)據(jù)庫的特點10.1.2 材料數(shù)據(jù)庫的興起與發(fā)展10.1.3 材料數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容10.1.4 材料數(shù)據(jù)庫在選材中的應(yīng)用10.2 耐磨料磨損材料數(shù)據(jù)庫介紹10.2.1 現(xiàn)狀與需求10.2.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)預(yù)定功能及數(shù)據(jù)分析10.2.3 建立耐磨料磨損工作系統(tǒng)10.2.4 耐磨料磨損材料數(shù)據(jù)庫的特點10.2.5 耐磨料磨損材料數(shù)據(jù)庫的框架與內(nèi)容10.2.6 耐磨料磨損材料數(shù)據(jù)庫的選材功能簡介第4篇 幾種特殊環(huán)境工況的選材及應(yīng)用第11章 摩擦磨損條件下工作零件的選材11.1 摩擦、磨損、潤滑與磨損類型11.1.1 固體材料間的摩擦、磨損與潤滑11.1.2 常見磨損類型11.2 摩擦磨損條件下的選材對策11.2.1 對耐磨材料的一般要求11.2.2 磨料磨損、黏著磨損和疲勞磨損的選材考慮11.2.3 幾種典型磨損工況下的推薦用材11.3 減摩材料與軸承合金的選擇與應(yīng)用11.3.1 減摩材料的性能及使用要求11.3.2 減摩材料與減摩表面處理11.3.3 滑動軸承合金11.3.4 減摩材料的選擇因素11.4 摩阻材料的選擇與應(yīng)用11.4.1 摩阻材料的性能要求11.4.2 常見摩阻材料11.4.3 摩阻材料的選擇與應(yīng)用11.5 耐磨材料及應(yīng)用11.5.1 常用金屬耐磨材料11.5.2 非金屬耐磨材料及應(yīng)用11.5.3 提高材料耐磨性的表面處理技術(shù)11.5.4 典型耐磨件選材及實例第12章 腐蝕環(huán)境下工作零件的選材12.l 化學腐蝕和電化學腐蝕12.1.l 化學腐蝕和電化學腐蝕的差異12.1.2 常見的腐蝕介質(zhì)環(huán)境特點12.1.3 介質(zhì)與應(yīng)力聯(lián)合作用下的零件失效12.2 常見耐蝕材料與應(yīng)用12.2.l 工程材料的耐蝕性12.2.2 不銹鋼與耐蝕合金12.2.3 其他耐蝕工程材料12.2.4 合理選擇耐蝕材料12.2.5 幾個實例12.3 改善金屬材料抗蝕能力的工程防護措施12.3.l 改善介質(zhì)的腐蝕條件12.3.2 電化學保護12.3.3 表面防護涂層12.4 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中防止腐蝕的考慮12.4.1 一般原則12.4.2 若干具體辦法第13章 高低溫下工作零件的用材選材13.1 材料在高溫下的力學行為13.1.1 高溫下材料性能的下降和蠕變行為13.1.2 工程合金高溫長時運行過程中的退化13.2 根據(jù)耐熱性和蠕變性能選材13.2.1 工程材料的耐熱性13.2.2 根據(jù)蠕變性能選擇金屬和陶瓷材料13.2.3 耐熱塑料的選用13.3 高溫氧化及抗氧化材料13.3.1 材料的氧化特征13.3.2 抗氧化金屬材料13.3.3 零件表面抗氧化涂層13.4 材料在低溫下的行為13.4.1 材料低溫下的力學行為13.4.2 防止材料低溫脆斷的工程措施13.5 低溫用材及選擇13.5.1 低溫材料的選用分析與定量化比較13.5.2 低溫合金及選用13.5.3 低溫塑料的選用附錄附錄1 常用塑料、復(fù)合材料編寫代號附錄2 部分國家常用鋼材牌號對照附錄3 洛氏硬度HRC、HRA、HRB與其他硬度、強度換算關(guān)系附錄4 洛氏硬度HRB、HRA與其他硬度、強度換算關(guān)系附錄5 常用鋼材在水、油中的臨界淬透直徑附錄6 常用熱處理方法的相對加工費用附錄7 常用金屬材料的相對價格附錄8 常用工程塑料的相對價格參考文獻

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