工程材料及熱處理

前言

　　近年來，隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展，制造技術的迅速進步，對設備操作者提出了新的要求，新興的制造業(yè)需要既有一定技術知識素質(zhì)又能熟練操作的高素質(zhì)勞動者。為使職業(yè)教育滿足這種變化和要求，其中教材建設成為職業(yè)教育改革的重要和先導性內(nèi)容?！　檫m應當前我國高職高專教育的發(fā)展要求，配合高職高專院校的教學和教材改革，我們組織專家、示范高職院校的骨干教師及相關行業(yè)的工程師，共同策劃編寫了一套符合當前職業(yè)教育精神的高質(zhì)量、實用型教材。　　該系列教材充分體現(xiàn)了高職高專教材的特點，力求以培養(yǎng)職業(yè)能力為本，以培養(yǎng)學生的實踐能力和知識運用能力為核心，對基礎理論和知識強調(diào)“夠用和實用”，同時注意吸取其他教材的優(yōu)點，總結各學校教學經(jīng)驗，并且注意適當融入學科的新進展、新成果?！　≡撓盗薪滩脑诰帉懼懈鶕?jù)教材內(nèi)容的要求，采取“基于工作任務導向”模式和“知識與能力結構”模式的編寫格式，緊跟高職高專教材的發(fā)展步伐，強調(diào)學生實踐能力、創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，使學生在2～3年的時間內(nèi)，通過學習掌握本專業(yè)所需的基本技術技能和必要的基本知識?！　≡撓盗薪滩闹饕槍C械制造、模具設計與制造、數(shù)控加工、機電一體化、設備維修和CAD/CAM專業(yè)，涵蓋了全部的專業(yè)基礎課和大部分專業(yè)課。第一批共20本，將于2010年春出版。

內(nèi)容概要

　　《工程材料及熱處理》是根據(jù)高職院校為培養(yǎng)生產(chǎn)第一線高技能技術人才的知識結構及培養(yǎng)目標要求，結合教學實踐的效果，按照教育部對高職專業(yè)課程書的編寫要求而編寫的?！豆こ滩牧霞盁崽幚怼饭卜志耪拢瑑?nèi)容包括工程材料的性能：金屬材料基礎知識；鐵碳合金：鋼的熱處理；合金鋼；鑄鐵；非鐵金屬材料與金屬的表面處理：非金屬材料與復合材料；工程材料的選用等，在內(nèi)容的講解上力求淺顯易懂，并且總結了作者多年的教學經(jīng)驗?！豆こ滩牧霞盁崽幚怼返母髡潞缶接兴伎碱}，可以幫助讀者更好地掌握每章的內(nèi)容。　　該書緊跟高職高專教材的發(fā)展步伐，強調(diào)學生實踐能力、創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，非常適合作為高職高專院校機械制造、模具設計與制造、數(shù)控加工、機電一體化、設備維修和CAD／CAM專業(yè)教材，還可供從事機械加工的工程技術人員參考使用。

書籍目錄

緒論第1章 工程材料的性能1.1 靜載荷時材料的力學性能1.1.1 強度、剛度和塑性1.1.2 硬度1.2 動載荷時材料的力學性能1.2.1 沖擊韌性1.2.2 疲勞抗力1.3 材料的物理、化學及工藝性能1.3.1 物理性能1.3.2 化學性能1.3.3 工藝性能思考題第2章 金屬材料基礎知識2.1 金屬的組織結構與結晶2.1.1 金屬的晶體結構和組織2.1.2 金屬的結晶2.2 合金的相結構與結晶2.2.1 合金的基本概念2.2.2 合金的相結構與組織2.2.3 合金的結晶2.3 金屬的塑性變形和強化2.3.1 金屬的塑性變形2.3.2 金屬的強化思考題第3章 鐵碳合金3.1 鐵碳合金的基本相3.1.1 純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變3.1.2 鐵碳合金的基本相3.2 鐵碳合金狀態(tài)圖3.2.1 Fe.Fe3C狀態(tài)圖概述3.2.2 碳鋼的結晶過程與組織轉(zhuǎn)變3.2.3 白口鑄鐵結晶過程簡介3.2.4 鐵碳合金的性能以及狀態(tài)圖的應用3.3 非合金鋼（碳鋼）3.3.1 鋼材生產(chǎn)過程3.3.2 雜質(zhì)對碳鋼性能的影響3.3.3 碳鋼的分類、牌號和用途思考題第4章 鋼的熱處理4.1 鋼熱處理時組織轉(zhuǎn)變4.1.1 鋼加熱時奧氏體的形成4.1.2 奧氏體冷卻時的組織轉(zhuǎn)變4.2 鋼的退火與正火4.2.1 鋼的退火4.2.2 鋼的正火4.2.3 退火與正火的應用4.3 鋼的淬火與回火4.3.1 鋼的淬火4.3.2 淬火鋼的回火4.3.3 淬火鋼的冷處理4.3.4 鋼的淬硬性與淬透性4.4 鋼的表面熱處理與化學熱處理4.4.1 表面熱處理4.4.2 化學熱處理4.5 鋼的熱處理缺陷及淬火件的結構工藝性4.5.1 常見的熱處理缺陷4.5.2 淬火件的結構工藝性4.6 熱處理技術條件與工序位置4.6.1 熱處理技術條件4.6.2 熱處理工序位置安排思考題第5章 合金鋼5.1 合金元素在鋼中的作用5.1.1 固溶強化鐵素體5.1.2 形成合金碳化物5.1.3 細化奧氏體晶粒5.1.4 穩(wěn)定奧氏體5.1.5 阻礙馬氏體分解5.2 合金鋼的分類和牌號表示方法5.2.1 合金鋼的分類5.2.2 合金鋼的牌號表示法5.3 合金結構鋼5.3.1 機器用合金結構鋼5.3.2 工程用合金結構鋼5.4 合金工具鋼5.4.1 合金刃具鋼5.4.2 高速工具鋼5.4.3 合金模具鋼5.5 特殊性能鋼5.5.1 不銹鋼5.5.2 高錳耐磨鋼5.5.3 耐熱鋼思考題第6章 鑄鐵6.1 鑄鐵的分類及碳的石墨化6.1.1 鑄鐵的分類6.1.2 鑄鐵中碳的石墨化6.2 灰鑄鐵6.2.1 灰鑄鐵的成分、組織與性能6.2.2 灰鑄鐵的牌號與應用6.2.3 灰鑄鐵的熱處理6.3 球墨鑄鐵6.3.1 球墨鑄鐵的成分、組織與性能6.3.2 球墨鑄鐵的牌號和應用6.3.3 球墨鑄鐵的熱處理6.4 其他鑄鐵6.4.1 可鍛鑄鐵6.4.2 蠕墨鑄鐵6.4.3 合金鑄鐵思考題第7章 非鐵金屬材料及金屬的表面處理7.1 鋁及鋁合金7.1.1 工業(yè)純鋁7.1.2 鋁合金7.2 銅及銅合金7.2.1 工業(yè)純銅7.2.2 銅合金7.3 鈦及鈦合金7.3.1 工業(yè)純鈦7.3.2 鈦合金7.4 軸承合金7.4.1 軸承合金的性能和組織特點7.4.2 常用軸承合金7.5 粉末冶金材料7.5.1 硬質(zhì)合金7.5.2 其他粉末冶金材料7.6 金屬的表面處理7.6.1 金屬表面強化處理7.6.2 金屬表面防腐處理7.6.3 金屬表面裝飾處理思考題第8章 非金屬材料與復合材料8.1 高分子材料的基礎知識8.1.1 高分子化合物的概念8.1.2 分子鏈的結構、特性與化學反應8.1.3 高分子材料的力學狀態(tài)8.1.4 高分子材料的分類8.2 高分子材料8.2.1 塑料8.2.2 橡膠8.2.3 合成膠粘劑8.3 陶瓷8.3.1 陶瓷的分類與組成8.3.2 常用工業(yè)陶瓷8.4 復合材料8.4.1 復合材料的組成與分類8.4.2 復合材料的特性8.4.3 常用復合材料思考題第9章 工程材料的選用9.1 零件的失效9.1.1 失效及其形式9.1.2 失效的原因9.2 選材的原則、步驟及方法9.2.1 選材的原則9.2.2 選材的步驟及方法9.3 常用機械零件的選材9.3.1 齒輪類零件的選材9.3.2 軸類零件的選材_9.3.3 彈簧類零件的選材9.3.4 其他典型機械零件的選材9.4 -典型工模具的選材9.4.1 典型刀具的選材9.4.2 量具的選材9.4.3 典型模具的選材思考題附錄附錄Ⅰ 黑色金屬硬度及強度的換算表附錄Ⅱ 常用鋼的熱處理規(guī)范附錄Ⅲ 熱處理技術條件用的符號附錄Ⅳ 常用鋼的臨界淬透直徑附錄Ⅴ 接觸疲勞強度與表面硬度、材料、熱處理的關系附錄Ⅵ 典型冷作模具及熱作模具用鋼參考文獻

章節(jié)摘錄

　　材料、能源、信息技術和生物工程是現(xiàn)代文明的四大支柱。其中，材料是人類生活和社會發(fā)展的物質(zhì)基礎。因此，許多工業(yè)化國家都把材料科學作為重點發(fā)展學科之一，可見材料在現(xiàn)代文明社會發(fā)展中的重要地位?！　〔牧系姆N類很多，按照材料的使用性能，材料可分為結構材料和功能材料兩大類。結構材料的使用性能主要是力學性能，功能材料的使用性能主要是光、電、磁、熱、聲等功能性能。機械工程中，用于制作工程構件、機械零件和工具的固體結構材料稱為機械工程材料（通常稱作工程材料）?！　」こ滩牧峡煞譃榻饘俨牧?、非金屬材料和復合材料三大類?！　〗饘俨牧鲜亲钪匾墓こ滩牧希譃殇撹F（即黑色金屬）材料和非鐵金屬（即有色金屬）材料。非鐵金屬材料是指除鋼鐵材料以外的其他金屬材料，包括鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金等非鐵合金：鋼鐵材料是指鐵和以鐵為基的合金，如鋼、鑄鐵、鐵合金等，是機械制造中應用最廣的金屬材料，占整個機械工程材料的90％左右?！　》墙饘俨牧鲜侵赋饘俨牧虾蛷秃喜牧弦酝獾牟牧稀C械制造中常用的有高分子材料、陶瓷材料等。非金屬材料不僅能代替部分金屬材料，而且具有金屬材料所不及的某些特殊性能，應用日益廣泛，已發(fā)展成為機械工程材料不可缺少的獨立組成部分?！　秃喜牧鲜侵赣蓛煞N或兩種以上的金屬或非金屬材料，經(jīng)人工配制而成的新型工程材料，具有單一金屬或非金屬材料無法具備的優(yōu)良綜合性能，是機械制造中不可缺少的材料組成部分，并與金屬材料、非金屬材料相互補充，形成完整的材料體系?！　　豆こ滩牧霞盁崽幚怼肥歉呗毟邔C械類專業(yè)必修的技術基礎課，其教學目的和任務是使學生獲得常用工程材料的基礎知識、基本理論和應用知識，為后續(xù)專業(yè)課學習和今后從事生產(chǎn)技術工作奠定基礎。本教材內(nèi)容由如下三部分組成?！　。?）材料基礎知識——介紹工程材料的性能，金屬及合金的組織結構與結晶，金屬的塑性變形與強化；　?。?）材料及熱處理基本知識——介紹金屬材料的基本理論，常用金屬材料及其熱處理，金屬材料的表面處理，常用非金屬材料及復合材料；　?。?）材料及熱處理應用知識——介紹零件的失效，選材原則、步驟及方法，常用機械零件和典型工模具的選材。　　學習本課程后，使學生達到以下基本要求：　　（1）熟悉常用工程材料的成分、組織和性能間的關系及變化規(guī)律；　?。?）掌握常用金屬材料的種類、牌號、熱處理方法、性能特點和應用范圍，了解常用非金屬材料及復合材料的種類、特性和用途；　?。?）熟悉機械零件與工具的選材步驟與方法，初步具有確定典型零件及工具材料及熱處理方法的能力?！　”菊n程的實踐性和應用性很強，宜安排在金工實習后學習。教材中工程材料的選用，熱處理方法的選擇及其工序位置安排等內(nèi)容，尚需經(jīng)后續(xù)相關課程教學、課程設計、畢業(yè)設計中反復練習、鞏固和提高后，方能達到基本掌握和應用的要求。

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