工程材料及成型工藝

前言

　　“工程材料及成型工藝”是高等院校機(jī)械類(lèi)和近機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新材料和新技術(shù)的不斷問(wèn)世及應(yīng)用，對(duì)工程材料及成型工藝的教學(xué)工作也提出了新的要求。本書(shū)是以教育部最新頒布的“工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求”和“工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)系列課程改革”為指導(dǎo)，結(jié)合目前教改的基本指導(dǎo)思想和原則以及實(shí)施素質(zhì)教育和加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新的精神，根據(jù)高等學(xué)校機(jī)械類(lèi)教學(xué)的實(shí)際需要，編寫(xiě)而成的。作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)“十一五”規(guī)劃系列教材之一，供各高等院校使用?！　”緯?shū)以材料的性能－結(jié)構(gòu)－組織－工藝這一普遍規(guī)律為主線，將理論與工藝融為一體，較全面地介紹了工程材料的基本理論知識(shí)和成型工藝的基本原理、工藝方法和技術(shù)要點(diǎn)，適當(dāng)?shù)胤从沉水?dāng)代科技在工程材料及成型領(lǐng)域的新成就。全書(shū)共八章，第1章著重闡述材料學(xué)基礎(chǔ)，包括材料的性能、結(jié)構(gòu)、組織、熱處理工藝等；第2章著重闡述金屬材料，包括工業(yè)用鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金；第3-5章分別闡述金屬材料的成型工藝，即鑄造、鍛壓、焊接；第6章著重闡述非金屬材料及成型，包括高分子材料及成型、陶瓷材料及成型和復(fù)合材料及成型；第7章主要介紹新型材料，包括形狀記憶合金、非晶態(tài)合金、超塑性合金、納米材料等；第8章介紹了機(jī)械零件的失效與材料及成型工藝的選用。　　本書(shū)由長(zhǎng)期從事工程材料及成型工藝教學(xué)的教師及科研工作者編寫(xiě)而成。全書(shū)由青島科技大學(xué)的劉春廷、汪傳生和馬繼擔(dān)任主編，劉春廷負(fù)責(zé)統(tǒng)稿，青島科技大學(xué)趙程教授負(fù)責(zé)主審。參與編寫(xiě)工作的成員還有：趙海霞、李鎮(zhèn)江、馬泊江、張淼和叢海燕?！　≡诒緯?shū)的編寫(xiě)過(guò)程中，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所的胡壯麒院士、管恒榮研究員和孫曉峰研究員提出了許多寶貴的意見(jiàn)，在此謹(jǐn)表示深切的謝意！　　由于編者水平有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，書(shū)中難免存在不足之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)根據(jù)教育部最新頒布的“工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求”和“工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)系列課程改革”的精神編寫(xiě)而成，在內(nèi)容和形式上較之前的教材有較大的更新。
全書(shū)共八章，含有以往《工程材料》和《熱加工工藝基礎(chǔ)》兩本教材中的相關(guān)知識(shí)，其具體內(nèi)容包括：材料學(xué)基礎(chǔ)、金屬材料及成型工藝、非金屬材料及成型工藝、新型工程材料、零部件的失效與材料及成型工藝的選用。為配合學(xué)習(xí)，各章末均附有習(xí)題和思考題，便于讀者深入研究。
本書(shū)語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，信息量大，科學(xué)性、實(shí)用性強(qiáng)，內(nèi)容新穎，引入了新材料、新技術(shù)、新成果和新進(jìn)展，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，拓寬讀者專(zhuān)業(yè)知識(shí)面，便于讀者了解當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)材料技術(shù)、成型工藝和方法的發(fā)展趨勢(shì)。
本書(shū)適用教學(xué)時(shí)數(shù)為48～64學(xué)時(shí)，可作為機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程“
工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)”的教學(xué)用書(shū)，主要面向機(jī)械類(lèi)專(zhuān)、本科學(xué)生，也可供近機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)選用和有關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書(shū)籍目錄

緒論
第1章 材料學(xué)基礎(chǔ)
 1.1 工程材料的性能
 1.1.1 材料的使用性能
 1.1.2 材料的工藝性能
 1.2 工程材料的結(jié)構(gòu)
 1.2.1 材料的結(jié)合方式
 1.2.2 金屬材料的結(jié)構(gòu)
 1.2.3 高分子材料的結(jié)構(gòu)
 1.2.4 陶瓷材料的結(jié)構(gòu)
 1.3 金屬材料的結(jié)晶
 1.3.1 純金屬的結(jié)晶
 1.3.2 二元相圖
 1.3.3 鐵碳相圖
 1.4 鋼的熱處理
 1.4.1 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變
 1.4.2 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變
 1.4.3 鋼的常規(guī)熱處理
 1.4.4 鋼的表面熱處理
 1.4.5 鋼的熱處理新技術(shù)
 思考題與習(xí)題
第2章 金屬材料
 2.1 工業(yè)用鋼
 2.1.1 鋼的分類(lèi)與牌號(hào)
 2.1.2 鋼中的合金元素與雜質(zhì)
 2.1.3 結(jié)構(gòu)鋼
 2.1.4 工具鋼
 2.1.5 特殊性能鋼
 2.2 鑄鐵
 2.2.1 概述
 2.2.2 常用鑄鐵
 2.2.3 合金鑄鐵
 2.3 有色金屬及其合金
 2.3.1 鋁及鋁合金
 2.3.2 銅及其合金
 2.3.3 軸承合金
 2.3.4 鎂及鎂合金
 2.3.5 鈦及鈦合金
 思考題與習(xí)題
第3章 鑄造
 3.1 鑄造工藝基礎(chǔ)
 3.1.1 液態(tài)合金的充型
 3.1.2 鑄件的收縮
 3.2 砂型鑄造
 3.2.1 砂型鑄造工藝
 3.2.2 砂型鑄造方法
 3.3 特種鑄造
 3.3.1 熔模鑄造
 3.3.2 金屬型鑄造
 3.3.3 壓力鑄造
 3.3.4 低壓鑄造
 3.3.5 離心鑄造
 3.3.6 鑄造方法的選擇
 3.4 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性
 3.5 常用合金鑄件的鑄造
 3.5.1 鑄鐵件的鑄造
 3.5.2 鑄鋼件的鑄造
 3.5.3 有色金屬及其合金鑄件的鑄造
 3.6 鑄造技術(shù)的發(fā)展
 思考題與習(xí)題
第4章 鍛壓
 4.1 金屬的塑性變形
 4.1.1 金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)
 4.1.2 塑性變形對(duì)金屬組織及性能的影響
 4.1.3 金屬的鍛造性能
 4.2 鍛造
 4.2.1 自由鍛
 4.2.2 模鍛
 4.3 板料沖壓
 4.3.1 板料沖壓基本工序
 4.3.2 沖壓模具
 4.4 擠壓、軋制、拉拔
 4.4.1 擠壓
 4.4.2 軋制
 4.4.3 拉拔
 4.5 特種塑性加王方法
 4.5.1 超塑性成型
 4.5.2 高能率成型
 4.5.3 液態(tài)模鍛
 4.5.4 粉末鍛造
 4.6 塑性加工零件的結(jié)構(gòu)工藝性
 4.6.1 自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性
 4.6.2 沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性
 4.7 塑性加工技術(shù)新進(jìn)展
 思考題與習(xí)題
第5章 焊接
 5.1 焊接基礎(chǔ)知識(shí)
 5.2 常用焊接工藝方法
 5.2.1 手工電弧焊
 5.2.2 其他焊接方法
 5.3 焊接件結(jié)構(gòu)工藝性
 5.4 常用金屬材料的焊接
 5.4.1 金屬材料的焊接性
 5.4.2 結(jié)構(gòu)鋼的焊接
 5.4.3 鑄鐵件的焊接
 5.4.4 有色金屬及合金的焊接
 5.5 焊接質(zhì)量檢測(cè)
 5.5.1 焊接缺陷
 5.5.2 常用檢驗(yàn)方法
 5.6 焊接技術(shù)新進(jìn)展
 思考題與習(xí)題
第6章 非金屬材料及成型
 6.1 高分子材料及成型
 6.1.1 工業(yè)橡膠及成型
 6.1.2 工程塑料及成型
 6.1.3 合成纖維及成型
 6.2 陶瓷材料及成型
 6.2.1 陶瓷材料的組成
 6.2.2 陶瓷材料的分類(lèi)
 6.2.3 陶瓷材料的成型
 6.3 復(fù)合材料及成型
 6.3.1 復(fù)合材料的分類(lèi)
 6.3.2 復(fù)合材料的成型
 思考題與習(xí)題
第7章 新型材料
 7.1 形狀記憶合金
 7.1.1 形狀記憶效應(yīng)
 7.1.2 形狀記憶效應(yīng)的機(jī)理
 7.1.3 形狀記憶合金的應(yīng)用
 7.2 非晶態(tài)合金
 7.2.1 非晶態(tài)合金的制備
 7.2.2 非晶態(tài)合金的特性
 7.2.3 非晶態(tài)合金的應(yīng)用
 7.3 超塑性合金
 7.3.1超塑性現(xiàn)象
 7.3.2 超塑性合金
 7.3.3 超塑性合金的應(yīng)用
 7.4 納米材料
 7.4.1 納米材料的特性
 7.4.2 納米材料的分類(lèi)
 7.4.3 納米材料的制備
 7.4.4 納米新材料
 7.4.5 納米復(fù)合材料
 7.4.6 功能納米復(fù)合材料
 7.5 納米材料的應(yīng)用
第8章 機(jī)械零件的失效與材料及成型工藝的選用
 8.1 機(jī)械零件的失效
 8.1.1 失效概念
 8.1.2 失效形式
 8.1.3 失效原因
 8.1.4 失效分析
 8.2 機(jī)械零件材料及成型工藝的選用
 8.2.1 機(jī)械零件材料及成型工藝選用的基本原則
 8.2.2 典型零件的材料及成型工藝選擇
 思考題與習(xí)題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　以金屬鍵結(jié)合的金屬具有以下特性：　　（1）良好的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性。由于金屬中有大量的自由電子存在，當(dāng)金屬的兩端存在電勢(shì)差或外加電場(chǎng)時(shí)，電子可以定向地流動(dòng)，使金屬表現(xiàn)出優(yōu)良的導(dǎo)電性。由于自由電子的活動(dòng)能力很強(qiáng)及金屬離子振動(dòng)的作用，因而使金屬具有良好的導(dǎo)熱性?！　。?）正的電阻溫度系數(shù)，即隨溫度升高電阻增大。這是由于溫度升高，離子的振動(dòng)增強(qiáng)、空位增多，離子（原子）排列的規(guī)則性受到干擾，電子的運(yùn)動(dòng)受阻，因而電阻增大。當(dāng)溫度降低時(shí)，離子的振動(dòng)減弱，電阻減小?！　。?）良好的強(qiáng)度及塑性。由于正離子與電子氣之間的結(jié)合力較大，所以金屬晶體具有良好的強(qiáng)度。由于金屬鍵沒(méi)有方向性，原子間沒(méi)有選擇性，因此在受外力作用而發(fā)生原子位置相對(duì)移動(dòng)時(shí)結(jié)合鍵不會(huì)遭到破壞，使金屬具有良好的塑性變形能力（良好的塑性）?！　。?）特有的金屬光澤。由于金屬中的自由電子能吸收并隨后輻射出大部分投射到其表面的光能，因此金屬不透明并呈現(xiàn)特有的金屬光澤?！　?）分子鍵　　有些物質(zhì)的分子具有極性，即分子的一部分帶有正電荷，而分子的另一部分帶有負(fù)電荷。一個(gè)分子的正電荷部位與另一個(gè)分子的負(fù)電荷部位間以微弱靜電引力相吸引而結(jié)合在一起的鍵稱(chēng)為范德華鍵（或分子鍵）。分子晶體因其結(jié)合鍵能很低，所以其熔點(diǎn)很低，硬度也低。此類(lèi)結(jié)合鍵無(wú)自由電子，所以絕緣性良好。

圖書(shū)封面

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