工程材料2010年

緒論

1工程材料的分類及性能

1.1工程材料的分類

1.2材料的性能

2金屬的晶體結(jié)構(gòu)

2.1晶體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)

2.2實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)與晶體缺陷

3純金屬的結(jié)晶

3.1結(jié)晶的現(xiàn)象與規(guī)律

3.2金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變

4合金的結(jié)構(gòu)與相圖

4.1概述

4.2合金在固態(tài)下的相結(jié)構(gòu)及性能

4.3二元合金相圖與結(jié)晶過程分析

4.4鐵碳合金相圖

4.5碳鋼的成分及分類

5金屬材料的塑性變形

5.1單晶體的塑性變形

5.2多晶體的塑性變形

5.3冷塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響

5.4冷變形金屬在加熱時(shí)的組織和性能的變化

5.5金屬的熱塑性變形

6鋼的熱處理

6.1概述

6.2鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變

6.3鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變

6.4鋼的普通熱處理工藝

6.5鋼的表面熱處理工藝

6.6鋼的其他熱處理簡(jiǎn)介

6.7機(jī)械制造過程中的熱處理

7合金鋼

7.1概述

7.2合金結(jié)構(gòu)鋼

7.3合金工具鋼

7.4特殊性能鋼

8鑄鐵

8.1概述

8.2灰口鑄鐵

8.3可鍛鑄鐵

8.4球墨鑄鐵

8.5蠕墨鑄鐵

8.6合金鑄鐵

9有色金屬及其合金

9.1鋁及鋁合金

9.2銅及銅合金

9.3鈦及鈦合金

9.4滑動(dòng)軸承合金

10非金屬材料

10.1高分子材料的基礎(chǔ)知識(shí)

10.2工程高分子材料

10.3陶瓷材料

10.4復(fù)合材料

11材料表面改性技術(shù)

11.1熱噴涂技術(shù)

11.2高能束強(qiáng)化技術(shù)

11.3氣相沉積技術(shù)

12機(jī)械零件材料的選用

12.1材料選用的一般原則

12.2選材的基本過程與失效分析

12.3工程材料的應(yīng)用

12.4典型零件的選材及熱處理工藝選擇分析

附錄

附錄1機(jī)械零件常用鋼材及熱處理方法

附錄2淬火鋼回火溫度與硬度的關(guān)系

附錄3洛氏硬度HRC、HRA與其他硬度、強(qiáng)度換算關(guān)系表

附錄4洛氏硬度HRB、HRA與其他硬度、強(qiáng)度換算關(guān)系表

參考文獻(xiàn)2100433B

本教材是依據(jù)高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革項(xiàng)目“機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的研究與實(shí)踐”的研究成果編寫的。本書主要論述了機(jī)械設(shè)計(jì)者和制造者必須具備的材料知識(shí)和有關(guān)的基本理論，介紹了各類工程材料的成分、組織結(jié)構(gòu)與加工工藝方法和性能之間的關(guān)系，并以實(shí)例說明了如何根據(jù)機(jī)械零件的服役條件和性能要求合理地進(jìn)行選材。全書共分12章，包括工程材料的分類及性能、金屬的晶體結(jié)構(gòu)、純金屬的結(jié)晶、合金的結(jié)構(gòu)與相圖、金屬材料的塑性變形、鋼的熱處理、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬材料、材料表面改性技術(shù)和機(jī)械零件材料的選用等內(nèi)容。本書可作為高等院校機(jī)械類、近機(jī)械類各專業(yè)教材，也可供從事機(jī)械設(shè)計(jì)和制造的工程技術(shù)人員參考。

內(nèi)容介紹

《工程材料1:特性、應(yīng)用與設(shè)計(jì)(第3版)》是材料科學(xué)和機(jī)械工程的核心教材，被世界各地讀者廣泛采用?！豆こ滩牧?:特性、應(yīng)用與設(shè)計(jì)(第3版)》主要介紹在工程領(lǐng)域應(yīng)用的材料的相關(guān)性質(zhì)。每一個(gè)章節(jié)對(duì)應(yīng)一個(gè)講座，為那些沒有工程材料背景的學(xué)生提供了一個(gè)全面系統(tǒng)的工程材料課程。

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目錄1 工程材料的分類與性能要求1

1.1 工程材料的分類1

1.1.1 結(jié)合鍵的特性1

1.1.2 材料的分類及用途3

1.2 機(jī)械零件所受載荷和失效形式4

1.2.1 載荷類型4

1.2.2 失效形式7

1.2.3 失效原因9

1.3 工程材料的性能要求10

1.3.1 工程材料的力學(xué)性能11

1.3.2 工程材料的物理性能和化學(xué)性能20

1.3.3 工程材料的工藝性能22

1.3.4 成分-結(jié)構(gòu)-組織-性能關(guān)系23

習(xí)題232 金屬學(xué)基礎(chǔ)25

2.1 金屬及合金的結(jié)構(gòu)25

2.1.1 晶體的基本概念25

2.1.2 三種常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)25

2.1.3 晶面指數(shù)和晶向指數(shù)27

2.1.4 實(shí)際金屬晶體結(jié)構(gòu)的缺陷28

2.1.5 合金的晶體結(jié)構(gòu)30

2.2 金屬的結(jié)晶32

2.2.1 金屬結(jié)晶的概念32

2.2.2 結(jié)晶過程33

2.2.3 結(jié)晶后的晶粒大小33

2.2.4 金屬鑄錠的結(jié)晶組織34

2.2.5 金屬的同素異晶轉(zhuǎn)變35

2.3 二元合金相圖35

2.3.1 二元合金相圖的建立35

2.3.2 二元?jiǎng)蚓鄨D36

2.3.3 二元共晶相圖38

2.3.4 其他二元相圖39

2.3.5 相圖與合金性能之間的關(guān)系41

2.4 鐵碳合金相圖42

2.4.1 相圖分析43

2.4.2 鐵碳合金的分類43

2.4.3 典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程及組織44

2.4.4 鐵碳合金的成分-組織-性能關(guān)系47

2.4.5 Fe-Fe"para" label-module="para">

2.5 金屬的塑性變形48

2.5.1 金屬單晶體的塑性變形49

2.5.2 金屬多晶體的塑性變形50

2.5.3 塑性變形對(duì)金屬組織的影響52

2.5.4 塑性變形對(duì)金屬性能的影響53

2.5.5 殘余內(nèi)應(yīng)力54

2.6 塑性變形金屬在加熱時(shí)的組織和性能變化55

2.6.1 回復(fù)55

2.6.2 再結(jié)晶56

2.6.3 金屬材料的熱加工57

習(xí)題58目錄工程材料3 鋼的熱處理及表面改性61

3.1 鋼的熱處理原理62

3.1.1 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變62

3.1.2 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變66

3.2 鋼的整體熱處理73

3.2.1 鋼的退火與正火73

3.2.2 鋼的淬火與回火78

3.3 鋼的表面熱處理87

3.3.1 感應(yīng)加熱表面淬火87

3.3.2 火焰加熱表面淬火89

3.3.3 接觸電阻加熱淬火89

3.3.4 激光淬火89

3.4 鋼的化學(xué)熱處理91

3.4.1 滲碳處理91

3.4.2 滲氮處理92

3.4.3 碳氮共滲93

3.5 復(fù)合電沉積表面改性技術(shù)簡(jiǎn)介94

3.5.1 電刷鍍與化學(xué)鍍94

3.5.2 高速電噴鍍95

習(xí)題974 常用金屬材料99

4.1 工業(yè)用鋼99

4.1.1 鋼的分類及編號(hào)100

4.1.2 鋼中的雜質(zhì)及合金元素102

4.1.3 結(jié)構(gòu)鋼107

4.1.4 工具鋼116

4.1.5 特殊性能鋼123

4.2 鑄鐵127

4.2.1 鑄鐵概述127

4.2.2 常用鑄鐵131

4.2.3 合金鑄鐵135

4.3 有色金屬及合金136

4.3.1 鋁及鋁合金136

4.3.2 銅及銅合金140

4.3.3 鈦及鈦合金143

4.3.4 軸承合金146

習(xí)題1495 其他工程材料151

5.1 高分子材料151

5.1.1 概述151

5.1.2 工程塑料153

5.1.3 有機(jī)纖維154

5.1.4 橡膠156

5.1.5 高分子膠粘劑157

5.2 陶瓷材料158

5.2.1 概述158

5.2.2 陶瓷材料的性能159

5.2.3 常用陶瓷材料161

5.3 復(fù)合材料163

5.3.1 概述163

5.3.2 復(fù)合材料的特點(diǎn)164

5.3.3 常用的復(fù)合材料166

5.4 新型材料171

5.4.1 新型金屬材料171

5.4.2 納米材料175

5.4.3 非晶態(tài)合金177

5.4.4 智能材料179

習(xí)題1816 機(jī)械零件的選材182

6.1 選用材料的基本原則182

6.1.1 使用性能原則182

6.1.2 工藝性能原則183

6.1.3 經(jīng)濟(jì)性原則184

6.2 典型零部件選材及工藝分析185

6.2.1 軸的選材及其熱處理185

6.2.2 齒輪的選材及其熱處理186

6.2.3 箱體及支撐類零件的選材及其熱處理188

習(xí)題189參考文獻(xiàn)191

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工程材料基礎(chǔ)預(yù)備知識(shí)

學(xué)習(xí)工程材料基礎(chǔ)課程需要先學(xué)習(xí)大學(xué)物理、普通化學(xué)、材料力學(xué)等課程。

工程材料基礎(chǔ)學(xué)習(xí)資料

（注：表格內(nèi)容參考資料）