工程材料與成型工藝

前言

“工程材料與成型工藝”是機(jī)械類、近機(jī)類各專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。近年來(lái)，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)各類型人才的培養(yǎng)提出了更高層次的要求，培養(yǎng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線的高等技術(shù)應(yīng)用型專門人才是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的重要舉措?！皯?yīng)用型”人才的培養(yǎng)是現(xiàn)代職業(yè)教育最鮮明的特色。本書在編寫過(guò)程中，充分把握實(shí)踐和應(yīng)用的特點(diǎn)，在保證基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論“必需”、“夠用”的前提下，去掉了復(fù)雜難懂的公式和理論的推導(dǎo)、證明，應(yīng)用簡(jiǎn)潔明了的語(yǔ)言給出基本的概念、理論和方法，同時(shí)采用了大量的圖形、表格加以說(shuō)明，使讀者一目了然。本書根據(jù)教學(xué)要求，在總結(jié)高校教改經(jīng)驗(yàn)和編者多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及學(xué)生反饋意見的基礎(chǔ)上編寫而成。同時(shí)在汲取同類教材寶貴經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)該課程體系和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的改革，以適合課堂教學(xué)的需要；同時(shí)又考慮到知識(shí)體系結(jié)構(gòu)和有興趣的讀者自學(xué)的需要，內(nèi)容編排上力求符合人們認(rèn)識(shí)事物的規(guī)律，使之有益于培養(yǎng)讀者的創(chuàng)造性思維，提高他們的創(chuàng)新能力。本書還注重教材內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合、專業(yè)理論為專業(yè)技能服務(wù)的基本原則，注重對(duì)學(xué)生專業(yè)能力和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)，使學(xué)生獲得的知識(shí)能滿足生產(chǎn)第一線的需要。本書由焦作大學(xué)郭彩萍擔(dān)任主編，李蒙、孟超擔(dān)任副主編。參加本書編寫的有焦作大學(xué)郭彩萍（緒論、第1、6章）、李蒙（第3章）、孟超（第2章第5節(jié)、第7章）、王保華（第2章第1～4節(jié)）、張冬梅（第4章）、濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院高清冉（第5章第1、2節(jié)）、姚亞平（第5章第3節(jié)）。全書由郭彩萍統(tǒng)稿和定稿。本書由江蘇大學(xué)李大慶主審，主審老師提出了許多寶貴的意見，在此表示衷心的感謝。由于編者的水平有限，書中錯(cuò)漏之處在所難免，懇請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書為21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材。本書是根據(jù)教學(xué)要求，在總結(jié)高校教改經(jīng)驗(yàn)、編者多年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及學(xué)生反饋意見的基礎(chǔ)上編寫而成的。同時(shí)，遵循教材內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合、專業(yè)理論為專業(yè)技能服務(wù)的基本原則，注重對(duì)學(xué)生專業(yè)能力和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)，使學(xué)生獲得的知識(shí)能滿足生產(chǎn)第一線的需要。本書主要內(nèi)容包括：材料的結(jié)構(gòu)與性能、金屬材料組織和性能的控制、金屬材料、非金屬材料、金屬材料的成形、非金屬材料成形工藝、材料表面處理技術(shù)。    本書可作為高職高專機(jī)械類專業(yè)相關(guān)課程的教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言第1章  材料的結(jié)構(gòu)與性能  1.1  金屬的晶體結(jié)構(gòu)  1.2  晶體缺陷和合金的結(jié)構(gòu)  1.3  金屬材料的性能第2章  金屬材料組織和性能的控制  2.1  純金屬的結(jié)晶  2.2  合金的凝固  2.3  鐵碳合金的相圖  2.4  金屬的塑性變形  2.5  鋼的熱處理第3章  金屬材料  3.1  雜質(zhì)元素對(duì)鋼性能的影響  3.2  工業(yè)用鋼  3.3  鑄鐵  3.4  有色金屬及其合金  3.5  鋼鐵材料的現(xiàn)場(chǎng)鑒別  3.6  新型金屬材料第4章  非金屬材料  4.1  高分子材料  4.2  陶瓷材料  4.3  復(fù)合材料第5章  金屬材料的成形  5.1  鑄造  5.2  鍛造  5.3  焊接第6章  非金屬材料成形工藝  6.1  塑料成形  6.2  橡膠成形  6.3  陶瓷成形  6.4  復(fù)合材料成形  6.5  材料的快速成形技術(shù)第7章  材料表面處理技術(shù)  7.1  材料表面處理基礎(chǔ)  7.2  氣相沉積  7.3  電鍍  7.4  熱噴涂  7.5  涂裝參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：2）置換固溶體。溶質(zhì)原子代替溶劑原子占據(jù)著溶劑晶格結(jié)點(diǎn)位置而形成的固溶體，稱為置換固溶體。在有色金屬合金和合金鋼中都存在著置換固溶體。根據(jù)固溶體中溶質(zhì)原子的溶解情況，置換固溶體可分為無(wú)限固溶體和有限固溶體。若兩組元能以任意比例相互溶解，即溶質(zhì)原子能無(wú)限制地溶于溶劑中，如銅鎳合金中，銅與鎳可以任意比例相互溶解，鎳原子可以完全置換銅晶格中的銅原子，或銅原子可以完全置換鎳晶格中的鎳原子，這種固溶體稱為無(wú)限固溶體。若溶質(zhì)原子在溶劑中溶解受到限制，即溶劑晶格只能部分溶解溶質(zhì)原子，如黃銅中的含鋅量小于39％時(shí)，所有的鋅能溶于銅中，形成單相的固溶體，還會(huì)出現(xiàn)銅與鋅的金屬化合物。由此可見，鋅在銅中的溶解是具有一定限度的。這種有限溶解度的固溶體稱為有限固溶體。大多數(shù)組元的溶解能力是有限的。元素間形成有限固溶體時(shí)，溶質(zhì)元素的溶解度與溫度有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，溫度越高，溶解度越大；反之降低。這對(duì)金屬材料的熱處理具有十分重要的意義。置換固溶體中溶質(zhì)原子的分布一般也是無(wú)序分布的，通常也都是無(wú)序固溶體。但是，在一定條件下也會(huì)出現(xiàn)有序分布。這種固溶體稱為有序固溶體（也稱超結(jié)構(gòu)）。例如，銅一金合金系中，當(dāng)銅原子數(shù)與金原子數(shù)的比例為1：1或3：1，并緩慢冷卻至室溫時(shí)就會(huì)出現(xiàn)CuAu或Cu3Au的有序固溶體。有序固溶體，雖然化學(xué)元素成比例，但并不是化合物。當(dāng)把它加熱到一定溫度時(shí)，就會(huì)變成無(wú)序固溶體；若是把它再緩慢地冷卻到這個(gè)溫度之下，則又可變?yōu)橛行虻?。這個(gè)無(wú)序到有序的轉(zhuǎn)變過(guò)程稱為固溶體的有序化。固溶體的有序化也會(huì)變化，如硬度和脆性增加、塑性和電阻率下降等。3）固溶體的溶解度。溶質(zhì)原子溶于固溶體中的量稱為固溶體溶質(zhì)的溶解度。不同固溶體的溶解度不相同。同一種固溶體隨溫度的升高溶解度也增加，反之下降。4）影響固溶體的晶體結(jié)構(gòu)和溶解度的主要因素。①原子直徑。當(dāng)溶質(zhì)與溶劑的原子直徑相差較小時(shí)易形成置換固溶體，而且直徑差越小，其溶解度也會(huì)越大。這是因?yàn)?，原子直徑差?huì)引起晶格的畸變，使晶格的畸變能增加。原子直徑差越大，畸變能增加越劇烈。隨著畸變能的增加將使這種固溶體晶格結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性下降。自然這種固溶體本身的存在也就不穩(wěn)定了，這將會(huì)導(dǎo)致其他相的形成。但是，若兩種原子直徑差越小，畸變能增加也越小，盡管固溶體濃度不斷增加，也不致因畸變能的原因而引起其晶格結(jié)構(gòu)的改變。這就有可能形成無(wú)限固溶體。當(dāng)溶質(zhì)與溶劑的原子直徑差很大時(shí)是不能形成置換固溶體的，但是卻可以形成間隙固溶體。間隙固溶體的溶解度較小。②負(fù)電性。所謂負(fù)電性是指某元素的原子從其他元素原子奪取電子而變成負(fù)離子的能力。在元素周期表中，兩種元素的位置距離越遠(yuǎn)，則其負(fù)電性也越大。兩元素負(fù)電性越大，則化學(xué)親和的能力也越大。它們之間就易于形成化合物，而不利于形成固溶體，即使形成固溶體其溶解度也很小。

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