机械工程材料 第2版

机械工业出版社本书为普通高等教育机械类及近机械类专业的技术基础课教材。以材料的成分、组织、工艺、性能、应用为主线,从材料基本理论、金属材料改性技术、材料性能及应用、材料选用等方面介绍机械工程材料的基本知识。本书共13章,主要内容包括材料的性能、金属材料的结构与组织、金属的塑性变形改性、钢的热处理改性、金属的表面改性、碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属、新型金属材料、非金属材料、机械零件的选材及热处理、特定行业机械零件的选材及热处理等,每章章末有适量的思考题。 本书可作为高等院校机械制造、机械设计、机电工程等机械类专业以及近机械类专业教材,也可作为职业学校、成人教育及有关工程技术人员的参考书。

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目录 前言 二维码清单 绪论1 0.1工程材料的地位1 0.1.1工程材料的社会地位1 0.1.2工程材料在机械工业中的地位2 0.2工程材料的分类2 0.2.1按材料的化学成分分类2 0.2.2按材料使用性能分类3 0.3我国材料的主要成就及发展现状3 0.4本书的主要内容3 0.4.1材料的基本理论3 0.4.2金属材料的改性技术3 0.4.3各种机械工程材料的性能及 应用3 0.4.4机械工程材料的选用4 0.5本书的学习任务4 0.6本书的学习目标4 重点内容4 思考题5 第1章材料的性能6 1.1材料的力学性能6 1.1.1强度6 1.1.2塑性 8 1.1.3硬度8 1.1.4韧性11 1.1.5疲劳强度11 1.2材料常用物理化学性能12 1.2.1材料的物理性能12 1.2.2材料的化学性能13 1.3材料的工艺性能13 1.3.1铸造性能13 1.3.2锻造性能14 1.3.3焊接性14 1.3.4热处理性能14 1.3.5切削加工性能14 重点内容14 思考题15 第2章金属材料的结构与组织16 2.1纯金属的结构与组织16 2.1.1理想金属晶体结构 17 2.1.2实际金属晶体结构17 2.1.3纯金属的组织19 2.2合金的结构与组织22 2.2.1合金的结构22 2.2.2合金的组织23 2.3铁碳合金的结构与组织28 2.3.1铁碳合金的结构28 2.3.2铁碳合金的组织29 2.3.3铁碳相图的应用35 重点内容37 扩展阅读38 思考题38 第3章金属的塑性变形改性39 3.1塑性变形的形式及过程39 3.1.1塑性变形的形式39 3.1.2塑性变形的过程40 3.2冷塑性变形后金属的组织性能41 3.2.1冷塑性变形后金属的组织结构41 3.2.2冷塑性变形后金属的性能42 3.3冷塑性变形金属加热时的组织性能43 3.3.1回复的组织性能43 3.3.2再结晶的组织性能43 3.3.3晶粒长大的组织性能44 3.4热塑性变形后金属的组织性能44 3.4.1热塑性变形后金属的组织44 3.4.2热塑性变形后金属的性能44 重点内容45 思考题45 第4章钢的热处理改性46 4.1热处理的作用及分类46 4.1.1热处理的作用46 4.1.2热处理的分类46 4.2钢在加热时的组织转变47 4.2.1加热温度47 4.2.2转变过程47 4.2.3加热转变组织及其控制措施48 4.3钢在冷却时的组织转变49 4.3.1转变产物及性能50 4.3.2等温冷却转变 52 4.3.3连续冷却转变52 4.4钢的退火与正火53 4.4.1退火与正火的作用53 4.4.2退火工艺53 4.4.3正火工艺54 4.5钢的淬火与回火54 4.5.1淬火的作用55 4.5.2淬火工艺55 4.5.3回火的作用57 4.5.4回火工艺57 4.6钢的表面热处理58 4.6.1表面淬火59 4.6.2渗碳60 4.6.3渗氮61 4.7钢的热处理新工艺62 4.7.1真空热处理62 4.7.2形变热处理62 4.7.3高能束表面淬火63 4.7.4智能化热处理64 4.8热处理工序的位置及零件的加工工艺 路线65 4.8.1热处理工序的位置65 4.8.2各种碳素钢零件的加工工艺路线65 4.9钢热处理缺陷的防止及热处理零件的 结构工艺性66 4.9.1热处理缺陷的防止66 4.9.2热处理零件的结构工艺性66 重点内容67 思考题68 第5章金属的表面改性70 5.1电镀及化学镀70 5.1.1电镀70 5.1.2化学镀73 5.2热喷涂75 5.2.1火焰喷涂76 5.2.2电弧线材喷涂77 5.2.3等离子喷涂77 5.3气相沉积78 5.3.1物理气相沉积78 5.3.2化学气相沉积79 5.4激光表面改性80 5.4.1激光表面熔覆80 5.4.2激光表面合金化81 重点内容82 思考题82 第6章碳素钢83 6.1碳素钢的基本知识83 6.1.1碳素钢的成分特点83 6.1.2碳素钢的组织及性能84 6.1.3碳素钢的分类84 6.1.4碳素钢的热处理85 6.1.5碳素钢的牌号85 6.2常用碳素钢的牌号、成分、组织、性能 及应用85 6.2.1普通碳素结构钢85 6.2.2优质碳素结构钢86 6.2.3碳素工具钢88 6.2.4铸造碳素钢88 重点内容89 扩展阅读90 思考题90 第7章合金钢91 7.1合金钢的基本知识91 7.1.1合金钢的成分91 7.1.2合金钢的组织、性能及应用93 7.1.3合金钢的热处理94 7.1.4合金钢的分类94 7.1.5合金钢的牌号95 7.2常用合金结构钢的牌号、成分、组织、 性能及应用96 7.2.1低合金高强度结构钢96 7.2.2合金渗碳钢97 7.2.3合金调质钢99 7.2.4合金弹簧钢99 7.2.5滚动轴承钢101 7.2.6易切钢102 7.3常用合金工具钢的牌号、成分、组织、 性能及应用102 7.3.1合金刃具钢102 7.3.2合金模具钢105 7.3.3合金量具钢107 7.4特殊性能钢的牌号、成分、组织、性能 及应用108 7.4.1不锈钢108 7.4.2耐热钢109 7.4.3耐磨钢112 重点内容112 扩展阅读113 思考题114 第8章铸铁115 8.1铸铁的成分115 8.2铸铁的组织116 8.2.1铁碳双重相图116 8.2.2铸铁的组织116 8.3铸铁的分类及牌号117 8.3.1铸铁的分类117 8.3.2铸铁的牌号117 8.4铸铁的性能及应用118 8.4.1铸铁的性能118 8.4.2铸铁的应用118 8.5常用铸铁的成分、组织、热处理、性能 及应用118 8.5.1灰铸铁118 8.5.2蠕墨铸铁120 8.5.3可锻铸铁121 8.5.4球墨铸铁123 8.5.5合金铸铁125 重点内容127 扩展阅读127 思考题128 第9章有色金属129 9.1铝及铝合金129 9.1.1纯铝129 9.1.2铝合金的成分、组织特点、分类及 牌号129 9.1.3铝合金的热处理130 9.1.4常用铝合金的牌号、成分、性能及 应用131 9.2铜及铜合金135 9.2.1纯铜135 9.2.2铜合金的成分、组织特点、分类及 牌号135 9.2.3铜合金的热处理136 9.2.4常用铜合金的牌号、成分、性能及 应用137 9.3钛及钛合金139 9.3.1纯钛139 9.3.2钛合金的成分、组织特点、分类及 牌号139 9.3.3钛合金的热处理140 9.3.4常用钛合金的牌号、成分、性能及 应用140 9.4镁及镁合金141 9.4.1纯镁141 9.4.2镁合金的成分、组织、性能特点、 分类及牌号141 9.4.3镁合金的热处理142 9.4.4常用镁合金的牌号、成分、性能及 应用142 9.5轴承合金144 9.5.1轴承合金的性能要求144 9.5.2轴承合金的组织特点145 9.5.3常用轴承合金的牌号、成分、性能 及应用145 重点内容146 扩展阅读147 思考题148 第10章新型金属材料149 10.1粉末烧结合金149 10.1.1粉末烧结合金的成分特点149 10.1.2粉末烧结合金的制备方法150 10.1.3粉末烧结合金的组织及性能 特点151 10.1.4粉末烧结合金的应用152 10.2非晶态合金154 10.2.1非晶态合金的成分及结构 特点154 10.2.2非晶态合金的制备方法154 10.2.3非晶态合金的性能及应用156 10.3高温合金156 10.3.1高温合金的成分、组织及性能 特点157 10.3.2高温合金的分类及牌号157 10.3.3常用高温合金的性能及应用158 10.4耐热单晶合金159 10.4.1耐热单晶合金的成分结构及性能 特点159 10.4.2耐热单晶合金的制备方法159 10.4.3耐热单晶合金的性能及应用160 10.5超塑性合金160 10.5.1超塑性合金的成分、组织及性能 特点160 10.5.2超塑性产生的类型160 10.5.3超塑性在金属加工技术中的 应用161 10.6形状记忆合金162 10.6.1形状记忆合金的成分特点162 10.6.2形状记忆合金的记忆原理162 10.6.3形状记忆合金的处理方法163 10.6.4形状记忆合金的应用163 重点内容164 扩展阅读165 思考题165 第11章非金属材料166 11.1塑料166 11.1.1塑料的基本知识166 11.1.2常用工程塑料的性能及应用169 11.2橡胶173 11.2.1橡胶的基本知识173 11.2.2常用合成橡胶材料的性能及 应用174 11.3陶瓷174 11.3.1陶瓷的基本知识174 11.3.2常用工程陶瓷的性能及应用177 11.4复合材料180 11.4.1复合材料的基本知识180 11.4.2常用复合材料的代号、成分、性能 及应用185 重点内容187 思考题187 第12章机械零件的选材及热处理189 12.1机械零件的失效分析及选材189 12.1.1机械零件的失效分析189 12.1.2机械零件选材的原则及方法191 12.2典型机械零件的选材及热处理193 12.2.1轴类零件193 12.2.2齿轮类零件196 12.2.3箱体壳体类零件199 12.2.4弹簧类零件201 12.3刀具的选材及热处理203 12.3.1刀具的失效分析及性能要求203 12.3.2低速刀具的选材及热处理203 12.3.3高速刀具的选材及热处理23 12.3.4刀具的选材及热处理实例204 重点内容205 思考题206 第13章特定行业机械零件的选材及 热处理207 13.1汽车零件的选材及热处理207 13.1.1发动机零件207 13.1.2底盘零件209 13.1.3车身零件210 13.2模具零件的选材及热处理210 13.2.1冷作模具210 13.2.2热作模具212 13.2.3塑料模具213 13.3热能动力设备零件的选材及热处理214 13.3.1锅炉零件214 13.3.2汽轮机零件215 13.4石油化工设备零件的选材及 热处理216 13.4.1压力容器216 13.4.2塔器、热交换器及管道配件217 13.5航空航天器零件的选材及热处理218 13.5.1机翼机架零件218 13.5.2发动机零件218 13.6工程矿山机械零件的选材及 热处理219 13.6.1工程机械零件219 13.6.2矿山机械零件220 重点内容220 思考题220 附录221 参考文献224