本書(shū)為普通高等教育“十一五” 規(guī)劃教材、面向21 世紀(jì)課程教材、教育部普通高等教育精品教材。本書(shū)重點(diǎn)講授零(構(gòu)) 件和器件在不同服役條件下的失效方式及其對(duì)性能的要求, 以及機(jī)械設(shè)計(jì)者和制造者必須具備的材料基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論, 介紹各類(lèi)工程材料的成分、組織結(jié)構(gòu)與冷、熱加工(或合成) 工藝、性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍, 并以實(shí)例說(shuō)明如何根據(jù)零(構(gòu)) 件或器件的不同服役條件和性能要求進(jìn)行合理選材。
全書(shū)共分12 章, 包括機(jī)械零件(或器件) 的失效分析、碳鋼、鋼的熱處理、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金、高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料、功能材料、零件的選材及工藝路線、工程材料在典型機(jī)械和生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。為幫助學(xué)生思考、復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)知識(shí), 各章后均附有習(xí)題與思考題。本書(shū)力求做到加強(qiáng)基礎(chǔ)、突出重點(diǎn)、注重應(yīng)用和適應(yīng)面廣。
本書(shū)主要供機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、能源與動(dòng)力工程、核工程與核技術(shù)、材料成形及控制工程、工程裝備與控制工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、化工機(jī)械、飛行器制造工程、高分子材料與工程、工程力學(xué)、理論與應(yīng)用力學(xué)、口腔醫(yī)學(xué)、管理工程等專(zhuān)業(yè)本科生使用, 參考學(xué)時(shí)數(shù)為50 學(xué)時(shí)。本書(shū)也可供從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等的工程技術(shù)人員參考。
第4版前言
本書(shū)為普通高等教育“十一五” 國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材、面向21 世紀(jì)課程教材、教育部普通高等教育精品教材, 入選西安交通大學(xué)“十三五” 規(guī)劃教材, 也是西安交通大學(xué)國(guó)家精品課程、國(guó)家精品資源共享課“工程材料基礎(chǔ)” 的指定教材。
本書(shū)可作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、能源與動(dòng)力工程、核工程與核技術(shù)、材料成形與控制工程、工程裝備與控制工程、工程力學(xué)、理論與應(yīng)用力學(xué)、飛行器設(shè)計(jì)與制造、口腔醫(yī)學(xué)等專(zhuān)業(yè)本科生必修的“工程材料” 或者“機(jī)械工程材料” 等類(lèi)似課程的教材或者參考教材, 參考學(xué)時(shí)50 學(xué)時(shí)。
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái), 隨著可持續(xù)發(fā)展理念被普遍接受, 材料學(xué)科發(fā)展迅猛, 新工藝、新材料、新技術(shù)不斷出現(xiàn), 以滿足低碳環(huán)保、國(guó)防尖端科技的迫切需求。本書(shū)在保持上一版體系、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和特色不變的基礎(chǔ)上, 對(duì)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男抻? 具體如下: ①第六章增加了難熔金屬及其合金, 主要介紹難熔金屬的特點(diǎn)及其在國(guó)防軍工、電子信息等領(lǐng)域的工程應(yīng)用; ②第八章適當(dāng)補(bǔ)充了陶瓷材料的分類(lèi)與制備方面的內(nèi)容, 增加了“陶瓷材料在工程應(yīng)用中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題” 的內(nèi)容; ③調(diào)整了部分章節(jié)內(nèi)容, 刪除了上一版的“第十一章 材料改性新技術(shù)”, 在第十章增加了“第七節(jié) 納米材料”, 介紹了納米材料的基本特性及其應(yīng)用; ④對(duì)上一版中的一些文字方面的錯(cuò)誤做了修改。
本書(shū)分為12 章, 包括機(jī)械零件(或器件) 的失效分析、碳鋼、鋼的熱處理、合金鋼、鑄鐵、有色金屬及其合金、高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料、功能材料、零件的選材及工藝路線、工程材料在典型機(jī)械和生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。
本書(shū)由西安交通大學(xué)沈蓮教授編寫(xiě)和修改緒論及第一、二、四、五、六(第一節(jié)至第五節(jié))、七、十一章、十二章, 范群成教授編寫(xiě)和修改第三、九、十(第一節(jié)至第六節(jié)),王紅潔教授編寫(xiě)和修改第八章、第十章第七節(jié), 孫巧艷教授編寫(xiě)第六章第六節(jié), 并負(fù)責(zé)本書(shū)文字、圖表等修訂。全書(shū)由沈蓮教授擔(dān)任主編, 西安交通大學(xué)金志浩教授擔(dān)任主審。華中科技大學(xué)周鳳云教授、西安理工大學(xué)任潤(rùn)剛副教授曾參加編寫(xiě)本書(shū)第1 版部分內(nèi)容, 在此表示感謝。
在編寫(xiě)過(guò)程中, 作者參閱了國(guó)內(nèi)外出版的有關(guān)教材和資料, 在此對(duì)相關(guān)作者一并致謝。由于編者水平有限, 書(shū)中缺點(diǎn)和錯(cuò)誤在所難免, 懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編 者
目錄
第4 版前言
第1 版前言
緒論 1
第一章 機(jī)械零件(或器件) 的失效
分析 4
第一節(jié) 零件在常溫靜載下的過(guò)量變形 4
第二節(jié) 零件在靜載和沖擊載荷下的斷裂 9
第三節(jié) 零件在交變載荷下的疲勞斷裂 14
第四節(jié) 零件的磨損失效 21
第五節(jié) 零件的腐蝕失效 24
第六節(jié) 零件在高溫下的蠕變變形和斷裂
失效 28
第七節(jié) 電子器件的失效 30
習(xí)題與思考題 38
第二章 碳鋼 39
第一節(jié) 純鐵的組織和性能 39
第二節(jié) 鐵碳合金中的相和組織組成物 45
第三節(jié) Fe-Fe3C 相圖 47
第四節(jié) 鋼中常存雜質(zhì)元素對(duì)鋼性能的
影響 62
第五節(jié) 鋼錠的組織和缺陷 64
第六節(jié) 壓力加工對(duì)鋼組織和性能的影響 65
第七節(jié) 碳鋼的分類(lèi)、牌號(hào)及用途 71
習(xí)題與思考題 76
第三章 鋼的熱處理 78
第一節(jié) 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變 78
第二節(jié) 奧氏體轉(zhuǎn)變圖 80
第三節(jié) 鋼的普通熱處理 86
第四節(jié) 鋼的表面熱處理 93
第五節(jié) 鋼的特種熱處理 97
習(xí)題與思考題 102
第四章 合金鋼 103
第一節(jié) 概述 103
第二節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼 108
第三節(jié) 合金工具鋼 121
第四節(jié) 特殊性能鋼 130
習(xí)題與思考題 145
第五章 鑄鐵 146
第一節(jié) 鑄鐵的石墨化 146
第二節(jié) 各類(lèi)鑄鐵的特點(diǎn)及應(yīng)用 148
習(xí)題與思考題 155
第六章 有色金屬及其合金 157
第一節(jié) 鋁及鋁合金 157
第二節(jié) 鎂及鎂合金 167
第三節(jié) 銅及銅合金 169
第四節(jié) 鈦及鈦合金 179
第五節(jié) 軸承合金 182
第六節(jié) 難熔金屬及合金 186
習(xí)題與思考題 194
第七章 高分子材料 196
第一節(jié) 概述 196
第二節(jié) 高分子材料的性能特點(diǎn) 202
第三節(jié) 常用高分子材料 205
習(xí)題與思考題 221
第八章 陶瓷材料 222
第一節(jié) 概述 222
第二節(jié) 工程結(jié)構(gòu)陶瓷材料 228
第三節(jié) 陶瓷材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 230
第四節(jié) 金屬陶瓷 232
習(xí)題與思考題 235
第九章 復(fù)合材料 237
第一節(jié) 概述 237
第二節(jié) 增強(qiáng)材料及其增強(qiáng)機(jī)制 239
第三節(jié) 常用復(fù)合材料 242
習(xí)題與思考題 249
第十章 功能材料 250
第一節(jié) 概述 250
第二節(jié) 電功能材料 251
第三節(jié) 磁功能材料 255
第四節(jié) 熱功能材料 257
第五節(jié) 光功能材料 260
第六節(jié) 其他功能材料 262
第七節(jié) 納米材料 265
習(xí)題與思考題 271
第十一章 零件的選材及工藝路線 272
第一節(jié) 常用力學(xué)性能指標(biāo)在選材中的
意義 272
第二節(jié) 斷裂韌度在選材中的意義 275
第三節(jié) 零件實(shí)物性能試驗(yàn)的重要性 276
第四節(jié) 材料強(qiáng)度、塑性與韌性的合理
配合 278
第五節(jié) 選材方法 279
第六節(jié) 典型零件選材及工藝路線 287
習(xí)題與思考題 291
第十二章 工程材料在典型機(jī)械和生物
醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 293
第一節(jié) 工程材料在汽車(chē)上的應(yīng)用 293
第二節(jié) 工程材料在機(jī)床上的應(yīng)用 297
第三節(jié) 工程材料在熱能設(shè)備上的應(yīng)用 301
第四節(jié) 工程材料在儀器儀表上的應(yīng)用 306
第五節(jié) 工程材料在石油化工設(shè)備上的
應(yīng)用 308
第六節(jié) 工程材料在航空航天器上的
應(yīng)用 311
第七節(jié) 工程材料在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 317
習(xí)題與思考題 325
參考文獻(xiàn) 326