实用机械工程材料及选用/张正贵

本书从机械类很好工程师培养目标出发，着力工程实践能力和工程创新能力培养，突出培养学生对零件服役条件及材料性能的理解能力，并据此合理选材并正确制订零件的冷、热加工工艺路线的能力。全书共分为13章及附录，系统地介绍了金属材料的性能、金属学基础知识、钢的热处理、金属的塑性变形及再结晶、常用的金属材料、非金属材料和复合材料、机械制造中零件材料的选择及应用、组织观察分析、材料相关标准等。每章后面都附有小结、习题、知识拓展等内容，进一步帮助学生加深对相关内容的理解，进一步扩大新材料、新工艺及材料应用的知识面。

本书结构清晰，语言简练，实例众多，突出工程背景、工程应用，具有很强的实用性。可作为本科院校、高职高专机械类各专业或近机类专业的通用教材，也可供相关教师、工程技术人员参考。

目录

前言



绪论

第1章金属材料的性能

11金属材料的物理性能和化学性能

111金属材料的物理性能

112金属材料的化学性能

12金属材料的力学性能

121金属材料所受载荷与力学性能

122强度

123塑性

124硬度

125金属材料的韧性

126疲劳强度

13金属材料的工艺性能

131铸造性能

132压力加工性能

133焊接性能

134切削加工性

135热处理性能

本章小结

习题

知识拓展阅读:工程材料性能比较

第2章纯金属与合金的晶体结构

21纯金属的晶体结构

211晶体结构

212常见的晶格类型

213金属晶体结构的缺陷

22合金的晶体结构

221合金的基本概念

222合金的结构

本章小结

习题

知识拓展阅读: 钢铁是如何炼成的

第3章纯金属与合金的结晶

31纯金属的结晶

311纯金属的冷却曲线及过冷度

312纯金属的结晶过程

313晶粒大小对金属力学性能
的影响

32合金的结晶

321二元相图的建立

322二元相图的基本类型与分析

本章小结

习题

知识拓展阅读：古代的“宝刀”是如何
炼成的

第4章铁碳合金相图

41铁碳合金的组织

411纯铁的同素异构转变

412铁碳合金的基本相

42铁碳合金相图

421铁碳合金相图的分析

422铁碳合金的分类

423典型铁碳合金的平衡结晶过程

424含碳量对铁碳合金组织和性能
的影响

425铁碳合金相图的应用

43凝固组织及其控制

431金属及合金结晶后的晶粒大小及其
控制

432铸锭的组织及其控制

本章小结

习题

知识拓展阅读:钢材的火花鉴别

第5章金属的塑性变形与再结晶

51金属的塑性变形

511单晶体的塑性变形

512多晶体的塑性变形

52冷塑性变形对金属组织与性能
的影响

521塑性变形对显微组织和结构的
影响

522塑性变形对性能的影响

523残余应力

53回复与再结晶

531回复

532再结晶

533晶粒长大

54金属的热塑性变形

541热加工与冷加工的区别

542热加工对组织和性能的影响

本章小结

习题

知识拓展阅读：纳米材料

第6章钢的热处理



实用机械工程材料及选用


目录

61概述

62钢在加热时的转变

621钢在加热时的组织转变

622奥氏体晶粒长大

63钢在冷却时的转变

631过冷奥氏体的等温转变

632过冷奥氏体的连续冷却转变

633过冷奥氏体冷却转变后的组织及
性能

64退火与正火

641退火的目的和工艺

642正火的目的及工艺

643退火与正火工艺的选择

65淬火

651淬火工艺

652淬火冷却介质

653淬火方法

654钢的淬透性与淬硬性

655淬火缺陷

66回火

661回火目的

662回火对钢性能的影响

663回火时钢的组织变化

664回火温度

67表面淬火

671火焰淬火

672感应淬火

68化学热处理

681渗碳

682渗氮(氮化)

683碳氮共渗

本章小结

习题

知识拓展阅读： 超细晶粒钢

第7章工业用钢

71钢的分类与编号

711钢的分类

712钢的编号

72钢中杂质与合金元素

721钢中常存杂质元素对性能
的影响

722合金元素在钢中的主要作用

73结构钢

731碳素结构钢

732低合金高强度结构钢

733优质碳素结构钢

734渗碳钢

735调质钢

736弹簧钢

737滚动轴承钢

74工具钢

741刃具钢

742模具钢

743量具用钢

75特殊性能钢

751不锈钢

752耐热钢

753耐磨钢

本章小结

习题

知识拓展阅读：硬币用金属及合金

第8章铸铁

81概述

811铸铁的成分及性能特点

812铸铁的石墨化及其影响因素

813铸铁的分类

82灰铸铁

821灰铸铁的化学成分、组织和性能

822灰铸铁的孕育处理

823灰铸铁的牌号及应用

824灰铸铁的热处理

83球墨铸铁

831球墨铸铁的牌号和化学成分

832球墨铸铁的组织、性能和用途

833球墨铸铁的热处理

84蠕墨铸铁

841蠕墨铸铁的牌号和化学成分

842蠕墨铸铁的组织、性能及应用

85可锻铸铁

851可锻铸铁的化学成分和组织

852可锻铸铁的牌号、性能及用途

86合金铸铁

861耐磨铸铁

862耐热铸铁

863耐蚀铸铁

本章小结

习题

知识拓展阅读：高温结构材料

第9章有色金属及合金

91铝及铝合金

911工业纯铝

912铝合金分类及时效强化

913变形铝合金

914铸造铝合金

92铜及铜合金

921工业纯铜

922铜合金的分类及牌号表示方法

923黄铜

924青铜

93镁及镁合金

931变形镁合金

932铸造镁合金

94滑动轴承合金

941对轴承合金性能的要求

942轴承合金的组织特征

943常用的轴承合金

95其他有色金属及合金

951钛及钛合金

952锌基合金

本章小结

习题

知识拓展阅读： 铝的冶炼

第10章其他常用工程材料

101高分子材料

1011高分子材料的基本概念

1012高分子材料的构象

1013高聚物的聚集态和物理状态

1014高分子材料的性能

1015常用高分子材料

102陶瓷材料

1021陶瓷材料概述

1022陶瓷材料的结构特点

1023陶瓷材料的性能特点

1024常用工程陶瓷材料

103复合材料

1031复合材料概述

1032纤维增强复合材料

1033层状复合材料

1034颗粒增强复合材料

本章小结

习题

知识拓展阅读：碳纤维材料

第11章机械制造中零件材料的选择

111机械零件的失效概述

1111失效的概念

1112零件的失效形式

1113零件的失效原因

1114零件失效分析的一般方法

112机械零件的材料选择

1121选材的一般原则

1122选材的步骤和方法

113典型零部件选材及工艺分析

1131齿轮选材

1132轴类零件选材

1133弹簧选材

1134箱体支承类零件材料选择

1135常用刃具选材

本章小结

习题

知识拓展阅读: 绿色材料与可持续发展

第12章工程材料的应用

121工程材料在机床上的应用

1211床身、机床底座、齿轮箱体、
轴承座、导轨用材

1212齿轮用材

1213轴类零件用材

1214螺纹联接件用材

1215螺旋传动件用材

1216蜗轮与蜗杆用材

1217滑动轴承用材

122汽车用材

1221汽车用金属材料

1222汽车用塑料

1223汽车用橡胶

1224汽车用陶瓷材料

1225汽车新材料发展趋势

123热能设备用材

1231锅炉主要设备用钢

1232汽轮机主要零件用钢

1233发电机转子用材

124化工设备用材

1241化工设备用钢

1242有色金属与合金

1243非金属材料

1244复合材料

125航空航天器用材

1251机翼、机体和防热层用材

1252航空发动机和火箭发动机典型
零件用材

126石油工程材料

1261管线钢

1262油井管材

1263海洋平台及船舶用材

本章小结

习题

第13章实验指导书

实验1金属材料硬度测试

实验2铁碳合金平衡组织的观察与
分析

实验3钢的非平衡显微组织观察与
分析

实验4铸铁的显微组织观察与分析

附录

附录A黑色金属硬度及强度换算表

附录B国内外部分钢号对照表

附录C金属热处理工艺的分类及代号
(摘自GT/T 12603—2005)

附录D常用钢种的临界温度

附录E钢铁及合金牌号统一数字代号体系
(摘自GT/T 17616—1998)

附录F常用材料力学性能指标名称和符号
对照

参考文献


〖＝（〗14445667101015181919202020212122232626262730333333363638424242434545464753545658585858606162626869707071737375787878828383848586868688898990919293959596969899100102103109109112113113113114115117120121121122122123123123124126127129131132132134138138138139144144145148148149152152155158161163163168172174174177178180180182186186186187189190190191192193193194194196198198198199199199200200201201202202204208208208209210212215215215216218220220221222222222223224224225226226228231231231233234236236239239239240241242242245248248250251252255255255255256257257257260262262267271274275278279281285285285286286287287287288288289293295295296296296297299299300302303304304304305307307308310315315316316318321324328328329331334335336338〖＝〗