本教材以機械制造業(yè)常用材料的性能和選材使用為主線，介紹各類工程材料的基礎知識、性能和使用。教材共12章，包含金屬的結(jié)構(gòu)、性能、結(jié)晶與簡單二元相圖，鐵碳合金，熱處理的原理與工藝，金屬的塑性變形、回復和再結(jié)晶，工業(yè)用鋼，鑄鐵，有色金屬及其合金，非金屬材料，金屬材料成型技術(shù)，機械零件的選材及工藝路線。各章首設置了思維導圖，便于讀者直觀地了解各章的構(gòu)成；各章后配有習題，以使工程特色更加突出；部分章節(jié)配置了動畫演示，讀者可掃描二維碼觀看。教材強調(diào)工程應用，以強化基礎能力建設推進科技創(chuàng)新為指引，在闡述基本知識的基礎上介紹工程材料選用及工藝路線制動方法。教材還配套課件和習題答案，讀者可掃碼下載使用。
第1章 緒論 1
1.1 材料科學在工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位與作用 2
1.2 工程材料的分類 4
1.3 工程材料課程的研究對象、內(nèi)容與任務 5
本章小結(jié) 7
第2章 金屬材料的結(jié)構(gòu)和性能 8
2.1 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 9
2.1.1 理想金屬的晶體結(jié)構(gòu) 9
2.1.2 實際金屬的晶體結(jié)構(gòu)與晶體缺陷 12
2.2 金屬材料的力學性能 14
2.2.1 靜載下金屬材料的力學性能 14
2.2.2 動載下金屬材料的力學性能 19
2.2.3 金屬材料的斷裂韌性 20
2.3 金屬材料的物理化學性能 21
2.3.1 物理性能 21
2.3.2 化學性能 22
2.4 金屬材料的工藝性能 23
本章小結(jié) 24
習題 24
第3章 金屬的結(jié)晶與簡單二元相圖 26
3.1 純金屬的結(jié)晶 27
3.2 合金的結(jié)晶 29
3.2.1 合金中的相 30
3.2.2 二元合金相圖的建立 32
3.2.3 二元勻晶相圖及杠桿定律 34
3.2.4 其他簡單二元相圖 38
3.2.5 合金相圖與性能的關(guān)系 43
3.2.6 復雜二元相圖的分析方法 44
3.2.7 相圖的局限性 45
本章小結(jié) 45
習題 46
第4章 鐵碳合金 47
4.1 鐵碳合金的組元 47
4.2 Fe-Fe3C相圖分析 49
4.2.1 相圖中的基本相 49
4.2.2 相圖中的點、線、區(qū) 50
4.2.3 包晶轉(zhuǎn)變 51
4.2.4 共晶轉(zhuǎn)變 52
4.2.5 共析轉(zhuǎn)變 52
4.3 典型鐵碳合金平衡結(jié)晶過程及組織 53
4.3.1 工業(yè)純鐵 53
4.3.2 共析鋼 54
4.3.3 亞共析鋼 55
4.3.4 過共析鋼 56
4.3.5 共晶白口鑄鐵 57
4.3.6 亞共晶白口鑄鐵 57
4.3.7 過共晶白口鑄鐵 58
4.4 鐵碳合金的成分-組織-性能之間的關(guān)系 58
4.4.1 含碳量對平衡組織的影響 58
4.4.2 含碳量對力學性能的影響 59
4.4.3 含碳量對工藝性能的影響 60
4.5 Fe-Fe3C相圖的應用 60
4.6 應用Fe-Fe3C相圖應注意的問題 61
本章小結(jié) 61
習題 62
第5章 熱處理的原理和工藝 63
5.1 鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變 64
5.1.1 奧氏體的形成 65
5.1.2 影響奧氏體轉(zhuǎn)變速度的因素 66
5.1.3 奧氏體的晶粒度及其影響因素 67
5.2 鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變 69
5.2.1 過冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變 69
5.2.2 過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變 72
5.3 鋼的熱處理工藝 75
5.3.1 鋼的普通熱處理 75
5.3.2 鋼的表面熱處理 81
5.3.3 鋼的化學熱處理 82
5.3.4 鋼的其他熱處理方法 84
5.4 鑄鐵的熱處理 86
5.4.1 鑄鐵的金相學特點 87
5.4.2 鑄鐵熱處理工藝 87
本章小結(jié) 88
習題 89
第6章 金屬的塑性變形、回復和再結(jié)晶 90
6.1 金屬塑性變形的定義 91
6.2 金屬塑性變形的特性 92
6.2.1 單晶體的塑性變形 92
6.2.2 多晶體的塑性變形 96
6.3 塑性變形對金屬組織和性能的影響 97
6.3.1 對金屬結(jié)構(gòu)和組織的影響 97
6.3.2 對金屬性能的影響 98
6.4 變形金屬在加熱時組織和性能的變化 101
6.4.1 回復 101
6.4.2 再結(jié)晶 102
6.4.3 二次再結(jié)晶——晶粒長大 103
6.4.4 影響再結(jié)晶后晶粒大小的因素 103
6.5 熱加工 105
6.5.1 熱加工和冷加工的區(qū)別 105
6.5.2 熱加工對金屬組織和性能的影響 106
本章小結(jié) 107
習題 107
第7章 工業(yè)用鋼 109
7.1 鋼的分類與編號 110
7.1.1 鋼的分類 110
7.1.2 鋼的編號 111
7.2 工業(yè)用鋼中合金元素的作用 113
7.2.1 合金元素對鋼的組成相的影響 113
7.2.2 合金元素對鋼的組織轉(zhuǎn)變的影響 114
7.3 結(jié)構(gòu)鋼 115
7.3.1 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 115
7.3.2 低合金高強度鋼 116
7.3.3 滲碳鋼 121
7.3.4 合金調(diào)質(zhì)鋼 122
7.3.5 彈簧鋼 127
7.3.6 滾動軸承鋼 128
7.3.7 易切削鋼 130
7.3.8 鑄鋼 131
7.3.9 超高強度鋼 131
7.4 工具鋼 135
7.4.1 刃具鋼 135
7.4.2 模具鋼 140
7.4.3 量具鋼 146
7.5 特殊性能鋼 147
7.5.1 不銹鋼 147
7.5.2 耐熱鋼 150
7.5.3 低溫鋼 154
7.5.4 耐磨鋼 155
本章小結(jié) 157
習題 157
第8章 鑄鐵 159
8.1 鑄鐵的分類 160
8.2 鑄鐵的石墨化 161
8.3 灰鑄鐵 164
8.4 球墨鑄鐵 167
8.5 可鍛鑄鐵 170
8.6 蠕墨鑄鐵 171
8.7 合金鑄鐵 172
本章小結(jié) 173
習題 174
第9章 有色金屬及其合金 175
9.1 鋁及鋁合金 176
9.1.1 純鋁 176
9.1.2 鋁合金 177
9.2 銅及銅合金 185
9.2.1 純銅 185
9.2.2 銅合金 186
9.3 鎂及鎂合金 192
9.3.1 工業(yè)純鎂 193
9.3.2 鎂合金 193
9.4 鈦及鈦合金 197
9.4.1 純鈦 197
9.4.2 鈦合金 198
9.5 軸承合金 200
本章小結(jié) 201
習題 201
第10章 非金屬材料 202
10.1 高分子材料 203
10.1.1 概述 203
10.1.2 高分子化合物的結(jié)構(gòu)和特性 203
10.1.3 常用高分子材料 204
10.2 陶瓷材料 214
10.3 復合材料 216
本章小結(jié) 221
習題 221
第11章 金屬材料成型技術(shù) 222
11.1 鑄造成型 223
11.1.1 鑄造工藝特點及分類 224
11.1.2 合金的鑄造性能 224
11.1.3 常見鑄造工藝 232
11.1.4 我國鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢 236
11.2 鍛壓成型 237
11.2.1 金屬的鍛壓性能 238
11.2.2 鍛壓工藝 240
11.2.3 鍛壓技術(shù)的發(fā)展趨勢 245
11.3 焊接成型 246
11.3.1 焊接的分類及特點 246
11.3.2 焊接應力與變形 247
11.3.3 常用金屬材料的焊接 248
11.3.4 常用焊接方法 251
本章小結(jié) 254
習題 255
第12章 機械零件的選材及工藝路線制定 257
12.1 機械零件的選材 258
12.1.1 零件的失效 258
12.1.2 選材的基本原則 259
12.2 典型零件的選材及加工工藝路線制定 263
12.2.1 工程材料的應用狀況 263
12.2.2 典型零件選材及加工工藝路線制定 264
本章小結(jié) 273
習題 273
參考文獻 274
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