本書根據(jù)教育部高等學校機械基礎課程教學指導分委員會制定的工程材料課程教學基本內容和要求編寫,在保留工程材料核心內容的基礎上,增加了提高學生興趣的元素和內容。每章后附有身邊的工程材料,將抽象的理論知識和現(xiàn)實生活結合起來,提高學生的閱讀興趣,增加學生對工程材料的感性理解。課程中諸多核心知識點和專業(yè)術語配有網絡媒體素材,可以用移動終端掃描二維碼獲取,便于學生自主學習和理解。全書共8章,主要包括:金屬材料結構及力學性能、金屬的塑性變形與再結晶、鐵碳合金、鋼的熱處理、合金鋼、非鐵金屬及其合金、其他工程材料和工程材料的選擇及應用。本書可作為高等院校機械類和近機類各專業(yè)的教材,也可供遠程教育、成人高校、電視大學等機構選作教材或參考書,還可供有關工程技術人員參考。
1.本書配套有數(shù)字教學資源(授課視頻、教學課件、動畫),是一本新形態(tài)教材,全書配套教學資源以二維碼形式在書中呈現(xiàn),讀者可以通過手機客戶端注冊后掃碼查閱本書相關配套資源。2.本書根據(jù)普通高等學校機械類及近機械類專業(yè)工程材料課程教學要求編寫,主要包括金屬材料結構及力學性能、金屬的塑性變形與再結晶、鐵碳合金、鋼的熱處理、合金鋼、非鐵金屬及其合金、其他工程材料和工程材料的選擇及應用,并在每章后附有精煉的閱讀材料,以增強學習興趣,開拓學生視野。3.本書課件索取方式:郵箱hustp_jixie@163.com,微信公眾號:華中機械。
本書作為普通高等教育十三五規(guī)劃教材暨智能制造領域人才培養(yǎng)規(guī)劃教材之一,根據(jù)教育部高等學校機械基礎課程教學指導分委員會對工程材料及機械制造基礎課程教學的基本要求,參照機械基礎課程教學指導分委員會和工程訓練教學指導委員會教研項目工程材料與機械制造基礎課程知識體系和能力要求工程材料與機械制造基礎課程標準的制定依據(jù)和原則,以及高校教育面向21世紀教學內容和課程體系改革項目機械類專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程體系改革的研究與實踐等相關研究成果進行編寫。在上述基礎上,本書的編寫還融合了兄弟院校的多年實際教學經驗,按照當前本科機械類和近機類專業(yè)人員對材料及成形技術知識的要求,以及學生的學習接受能力,搭建了本教材的基本架構。
全書共8章,每一章結尾都附有一定量的習題,系統(tǒng)闡述了金屬材料的力學性能、金屬的體結構與結晶、金屬的塑性變形理論及再結晶過程、材料的分類與性能、合金的相組成與相圖分析、鐵碳合金、工業(yè)用鋼、工業(yè)鑄鐵、合金鋼、非鐵金屬及其合金、非金屬材料、特殊用途材料、鋼的熱處理、表面工程技術、機械工程材料選用與成形工藝制定等基本原理與基礎知識。
本書在內容取舍和編寫體系方面有一定的改革創(chuàng)新,并力求為適應智能制造的大工程發(fā)展前景做出教學探索。本書的編寫主要體現(xiàn)了以下幾個特點。
(1)
全書依據(jù)課程教學基本要求編寫。其一,根據(jù)課程的知識體系和能力要求體系,保留了現(xiàn)有同類教材的基本內容;其二,基于本課程的專業(yè)教育屬性及與機械制造基礎和實習中部分通識教育屬性的關系,圍繞人才培養(yǎng)需求、產品制造流程邏輯關系和教學特點,匯集了工程材料及其與機械制造相關的有代表性知識點,精選了工程材料教學內容;其三,從培養(yǎng)學生選擇工程材料及應用成形工藝能力出發(fā),去掉一些繁冗的細節(jié),既避免本書內容過于繁雜而不利于教學,又在某些方面適當加深或拓寬,如對新材料和新工藝及其發(fā)展趨勢的介紹,以適應科技發(fā)展對材料的多樣性需求;其四,根據(jù)相關專業(yè)的教學要求及規(guī)定學時,可選擇適當內容進行講授,能適合24~56學時的課堂教學。
(2)
系統(tǒng)性地處理專業(yè)課程教育的理論深度與工程應用的通識性教育的關系。如對以往同類教材關于金屬材料結構的內容進行了整合與篩選,
并加入了關于材料力學性能的內容,組成了本書第1章,以鼓勵機械類學生將工程材料課程與材料力學課程進行同步參考學習,培養(yǎng)學生的聯(lián)動思維。對于尚未學習材料力學的學生,第1章則可以選擇性地發(fā)揮本課程的入門作用。又如在本書的第4章鋼的熱處理中適度配置了熱噴涂、涂裝、表面形變強化等表面工程技術內容,拓寬熱處理技術的外延,豐富了教學內容。
(3)
提供了互聯(lián)網 教學平臺的服務內容。為促進學生學習理解本書內容,針對教材中各重要知識點和關鍵名詞配有相關教學視頻(視頻僅供參考,以教材為準),并將視頻鏈接以二維碼形式附在對應名詞或知識點后面,方便學生自學與課后復習。
(4)
力求做到寓教于樂。本書中每個章節(jié)末尾都附有身邊的工程材料環(huán)節(jié),該環(huán)節(jié)或介紹與本章內容相關的故事、新聞、社會熱點等內容,或具有一定的選材應用邏輯關系,既歸納本章要點又拓寬學生的知識面,激發(fā)學生和讀者的學習興趣,起到將本章所學知識付諸實際應用的啟迪作用。
(5)
全書的名詞術語、符號和計量單位采用最新國家標準及其他有關標準,如采用新國家標準規(guī)定的強度與塑性指標的表示方法等。標準內容與教材內容緊密結合。
本書可作為高等院校理工科機械類及近機類專業(yè)的教學用書,也可供遠程教育、成人高校、電視大學等機構選作教材或參考書,還可供有關技術人員參考。使用本書時,可結合專業(yè)的具體情況進行調整,有些內容可供學生自學。
本書由徐志農、倪益華任主編,趙朋、吳超華任副主編,參加本書的編寫并做出貢獻的還有嚴波、李吉泉、侯英岢、倪忠進、許小鋒、周繼烈、尹俊。分工如下:第1章,上海交通大學嚴波;第2章,浙江工業(yè)大學李吉泉;第3章,浙江農林大學侯英岢、倪忠進;第4章,浙江大學趙朋;第5章,浙江農林大學倪益華、許小鋒;第6章6.1、6.2節(jié),浙江大學周繼烈;第6章6.3、6.4和第7章7.1~7.3節(jié),武漢理工大學吳超華;第7章7.4,浙江大學尹。坏8章,浙江大學徐志農。華中科技大學周華民教授作為主審對全書進行了細致審閱并提出許多關鍵性改進意見。
本書的編寫工作得到了各位同仁的大力支持和校內外及企業(yè)人士的熱情幫助與指導,再次向他們致以真誠的謝意。浙江大學陳培里、陸秋君為本書提供了部分網絡視頻和圖片等素材,本書還參考和引用了國內外有關教材、科技著作及論文等文獻的內容與插圖,在此特向有關作者及單位致以衷心的感謝。
本書編寫力求適應工程科學技術的進步和高校教育的發(fā)展與改革,但由于編者的理論水平與教學經驗有限,難免存在疏漏與欠妥之處,敬請各位讀者、同仁和專家批評指正。
編者
緒論(1)
第1章金屬材料結構及力學性能(3)
1.1純金屬的晶體結構與結晶(3)
1.2合金的結構(28)
1.3工程材料基本力學性能(32)
身邊的工程材料1:澎湖空難(40)
本章復習思考題(42)
第2章金屬的塑性變形與再結晶(43)
2.1金屬的塑性變形(43)
2.2塑性變形金屬的再結晶(46)
2.3金屬的塑性加工(49)
2.4金屬的熱變形(57)
身邊的工程材料2:大馬士革刀和中國鑄劍(58)
本章復習思考題(60)
第3章鐵碳合金(61)
3.1二元合金狀態(tài)圖(61)
3.2鐵碳合金的相結構與性能(65)
3.3鐵碳合金狀態(tài)圖(67)
3.4碳素鋼(74)
3.5鑄鐵(82)
身邊的工程材料3:木工手動工具(92)
本章復習思考題(93)
第4章鋼的熱處理(95)
4.1概述(95)
4.2碳素鋼熱處理的理論基礎(95)
4.3鋼的熱處理工藝(104)
4.4影響熱處理效果的因素(122)
身邊的工程材料之4:軸承的熱處理工藝(124)
本章復習思考題(125)
第5章合金鋼(128)
5.1合金鋼的分類、編號及合金元素在鋼中的作用(128)
5.2合金結構鋼(136)
5.3合金工具鋼(146)
5.4特殊性能鋼(156)
身邊的工程材料5:航空發(fā)動機渦輪葉片用材及其發(fā)展(164)
本章復習思考題(167)
第6章非鐵金屬及其合金(168)
6.1銅及銅合金(168)
6.2鋁及鋁合金(176)
6.3其他非鐵合金(187)
6.4銅合金與鋁合金的選用比較(192)
身邊的工程材料6:硬幣用金屬及合金(193)
本章復習思考題(195)
第7章其他工程材料(196)
7.1高分子材料(196)
7.2陶瓷材料(214)
7.3復合材料(224)
7.4生物制造工程用水凝膠材料(235)
身邊的工程材料7:C919大飛機用到的先進材料(239)
本章復習思考題(240)
第8章工程材料的選擇及應用(241)
8.1選材的一般原則(241)
8.2失效判斷與選材綜合舉例(254)
8.3工程材料探究手機機身或中框的選材和成形(271)
身邊的工程材料之8:充電電池移動式機電產品的動力之源(275)
本章復習思考題(279)
參
考 文 獻(281)