工程材料與先進(jìn)成形技術(shù)基礎(chǔ)
定 價:85 元
叢書名:普通高等教育材料類系列教材
- 作者:吳玉程
- 出版時間:2022/3/1
- ISBN:9787111698340
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TB3
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書全面系統(tǒng)地闡述了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料和復(fù)合材料及其成形工藝的基本原理、基礎(chǔ)知識和工程應(yīng)用。本書包含工程材料的基礎(chǔ)理論、常用工程材料、工程材料成形技術(shù)和工程材料失效分析與材料選用四篇,既注重體現(xiàn)材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論和知識,也重點闡述了材料加工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,以及工程材料在航空航天、機(jī)械車輛、海洋工程裝備等產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用,加強(qiáng)理論聯(lián)系實際,增強(qiáng)對學(xué)生基礎(chǔ)理論素養(yǎng)和實際工程技術(shù)能力的培養(yǎng),符合新工科的要求。本書可作為高等學(xué)校機(jī)械類、近機(jī)械類及工科相關(guān)專業(yè)本科生的教材,也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。
2015年5月,制造強(qiáng)國戰(zhàn)略被提出。智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展突飛猛進(jìn),著眼于應(yīng)對產(chǎn)業(yè)的大變革,圍繞先進(jìn)制造和高端裝備制造,搶占未來競爭制高點,在高檔數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人、航空航天和海洋工程裝備、能源技術(shù)與新能源汽車等重點領(lǐng)域急需突破。中國從制造大國向制造強(qiáng)國邁進(jìn)的過程中,機(jī)械制造與材料加工學(xué)科專業(yè)在人才培養(yǎng)、科學(xué)研究和產(chǎn)教融合等方面發(fā)揮著重要的作用。2017年2月,*提出建設(shè)“新工科”,旨在滿足制造業(yè)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,進(jìn)行工程教育改革,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力,也為新時期的專業(yè)教育與教學(xué)改革指明了方向。
本書依據(jù)*制定的《普通高等學(xué)校本科機(jī)械類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》《高等學(xué)校工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》《高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會對教材建設(shè)的要求》等文件的要求編寫而成。工程材料與先進(jìn)成形技術(shù)基礎(chǔ)課程是新工科建設(shè)非常重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程,在新理念、新路徑引領(lǐng)下開展教學(xué)改革,以適應(yīng)新時代提出的新要求。本書堅持問題導(dǎo)向,以學(xué)生為中心,以面向未來和國際先進(jìn)水平為目標(biāo),通過多學(xué)科與工程領(lǐng)域交叉融合,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力的目標(biāo);以基本規(guī)律為主線,系統(tǒng)闡述材料成分、組織結(jié)構(gòu)與性能的影響規(guī)律,以及有關(guān)工藝技術(shù)理論及相互之間的關(guān)聯(lián)性,結(jié)合航空航天、新能源汽車、海洋工程裝備等國家戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè),增加新材料、新工藝、新技術(shù)等內(nèi)容,具有新穎性和應(yīng)用性。
全書共4篇15章,每章后都附有一定量的思考與練習(xí)題。第1篇為工程材料的基礎(chǔ)理論,包括工程材料的結(jié)構(gòu)與性能、金屬材料的凝固、金屬材料的熱處理與表面改性;第2篇為常用工程材料,包括金屬材料、高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料、功能材料和納米材料;第3篇為工程材料成形技術(shù),包括鑄造技術(shù)、塑性加工技術(shù)、焊接技術(shù)和特種加工技術(shù);第4篇為工程材料失效分析與材料選用,包括零件的失效與強(qiáng)韌化、工程材料及其成形工藝的選用、工程材料及成形工藝在高端裝備上的應(yīng)用。本書按照材料的成分、結(jié)構(gòu)、性能、工藝及實際應(yīng)用進(jìn)行章節(jié)編排,以材料的基本結(jié)構(gòu)、基本相圖、結(jié)晶過程、變形機(jī)理、強(qiáng)化機(jī)制等基本原理和基礎(chǔ)知識作為切入點,逐章推進(jìn),有重點地、清晰地闡釋了熱處理、鑄造、塑性加工、焊接等加工工藝、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系,以及常用工程材料的結(jié)構(gòu)、性能及應(yīng)用,同時增加了新材料、新工藝和3D打印等特種加工技術(shù),其目的是使學(xué)生通過課程學(xué)習(xí),在掌握工程材料基本理論和基礎(chǔ)知識的原則上,了解和掌握常用鑄造、塑性加工、焊接的基本原理和結(jié)構(gòu)工藝性,具備根據(jù)零件的使用條件和性能要求合理選擇材料和制定零件加工工藝、熱處理工藝的基本能力,并能夠?qū)α慵氖г蜻M(jìn)行初步分析。本書既注重體現(xiàn)材料科學(xué)的基本理論,也重點表述了材料加工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用以及工程材料在航空航天、機(jī)械車輛、海洋工程裝備等產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用,加強(qiáng)理論聯(lián)系實際,增強(qiáng)對學(xué)生基本理論素養(yǎng)和實際工程技術(shù)能力的培養(yǎng),符合新工科要求。
本書結(jié)合作者多年教學(xué)實踐經(jīng)驗,融合山西省精品課程《金屬工藝學(xué)》與合肥工業(yè)大學(xué)國家精品課程《機(jī)械工程材料》教學(xué)成果與特色編寫而成。吳玉程教授任主編,并編寫第1章~第3章,楊永珍教授和吳玉程教授共同編寫第4章~第8章,韓建超副教授編寫第9章,王濤教授編寫第10章,劉元銘副教授編寫第11章,劉江林副教授編寫第12章,劉燕萍和熊曉燕教授共同編寫第13章和第14章,張東光副教授編寫第15章。此外,合肥工業(yè)大學(xué)杜曉東教授、王巖副教授,太原理工大學(xué)田林海教授、林乃明副教授在本書編寫過程中都提供了幫助。
在編寫過程中,作者參考了國內(nèi)外出版的有關(guān)教材和大量文獻(xiàn)資料,在此一并表示衷心的感謝。本書可作為高等工科院校機(jī)械類及近機(jī)械類本科生的專業(yè)教材,也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。教學(xué)使用過程中,可結(jié)合專業(yè)的具體情況進(jìn)行調(diào)整,有些內(nèi)容可供學(xué)生自學(xué)。
由于作者水平有限,書中缺點和錯誤在所難免,懇請廣大讀者批評指正。
目錄
前言
第1篇工程材料的基礎(chǔ)理論
第1章工程材料的結(jié)構(gòu)與性能2
11材料的主要性能2
111材料的力學(xué)性能2
112材料的物理性能8
113材料的化學(xué)性能9
12材料的鍵合方式11
121離子鍵11
122共價鍵12
123金屬鍵12
124分子間作用力13
125氫鍵14
13金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)14
131晶體的概念14
132晶體的主要類型18
133純金屬的晶體結(jié)構(gòu)18
134實際金屬的晶體結(jié)構(gòu)20
135合金的相結(jié)構(gòu)22
14高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能24
141高分子化合物的基本概念24
142高分子化合物的結(jié)構(gòu)25
143高分子材料的性能28
15陶瓷材料的組織結(jié)構(gòu)與性能29
151陶瓷的概念29
152陶瓷的組織結(jié)構(gòu)29
153陶瓷的性能32
16復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能32
161復(fù)合材料的基本概念32
162復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)34
163復(fù)合材料的性能34
思考與練習(xí)36
第2章金屬材料的凝固37
21純金屬的結(jié)晶37
211凝固的基本概念37
212純金屬的結(jié)晶過程38
213鑄錠的凝固41
22二元合金相圖44
221二元合金相圖的建立44
222勻晶相圖46
223共晶相圖48
224共析相圖52
23鐵碳合金相圖52
231純鐵53
232鐵碳合金的基本相和組織53
233鐵碳合金相圖分析54
234鐵碳合金成分、組織與性能的
關(guān)系65
235鐵碳合金相圖的應(yīng)用69
思考與練習(xí)70
第3章金屬材料的熱處理與表面
改性71
31熱處理基本原理71
311鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變71
312鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變75
313鋼的過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖82
32熱處理工藝方法85
321退火85
322正火86
323淬火87
324回火90
325表面淬火和化學(xué)熱處理93
33熱處理零件結(jié)構(gòu)工藝性及技術(shù)條件
標(biāo)注94
331熱處理零件結(jié)構(gòu)工藝性94
332熱處理技術(shù)條件的標(biāo)注96
34表面改性技術(shù)97
341表面改性轉(zhuǎn)化膜處理98
342表面改性涂(鍍)層沉積99
35熱處理技術(shù)的新進(jìn)展102
351鍛造余熱強(qiáng)化處理102
352超細(xì)強(qiáng)化熱處理103
353計算機(jī)輔助熱處理104
思考與練習(xí)105第2篇常用工程材料
第4章金屬材料107
41工業(yè)用鋼107
411鋼的分類與編號107
412結(jié)構(gòu)鋼110
413工具鋼123
42鑄鐵146
421鑄鐵的分類及性能147
422鑄鐵的石墨化及其影響因素147
423常用鑄鐵149
43非鐵金屬及其合金155
431鋁及其合金155
432鎂及鎂合金161
433銅及其合金165
434鈦及鈦合金169
435軸承合金171
思考與練習(xí)173
第5章高分子材料176
51工程塑料176
511塑料的組成及分類176
512塑料制品的成型與加工178
513常用工程塑料180
52橡膠與合成纖維185
521橡膠185
522合成纖維187
53合成膠粘劑和涂料188
531合成膠粘劑188
532涂料190
思考與練習(xí)192
第6章陶瓷材料193
61概述193
611陶瓷的分類193
612陶瓷的制造工藝196
62常用工程結(jié)構(gòu)陶瓷材料198
621普通陶瓷198
622特種陶瓷198
思考與練習(xí)204
第7章復(fù)合材料205
71復(fù)合材料增強(qiáng)理論簡介205
711納米粒子增強(qiáng)復(fù)合理論205
712纖維增強(qiáng)復(fù)合理論206
72復(fù)合材料的分類206
721金屬基復(fù)合材料206
722陶瓷基復(fù)合材料208
723樹脂基復(fù)合材料211
724碳/碳復(fù)合材料213
思考與練習(xí)215
第8章功能材料和納米材料216
81功能材料216
811發(fā)光材料216
812電池材料219
813儲氫材料222
814生物醫(yī)用材料225
815智能材料227
82納米材料229
821納米材料的基本效應(yīng)229
822納米材料的性能230
823納米材料的應(yīng)用233
思考與練習(xí)235第3篇工程材料成形技術(shù)
第9章鑄造技術(shù)238
91鑄造工藝基礎(chǔ)238
911液態(tài)合金的充型238
912鑄件的凝固與收縮241
913鑄造缺陷分析243
914鑄件質(zhì)量分析250
92砂型鑄造251
921造型方法的選擇251
922澆注位置和分型面的選擇253
923工藝參數(shù)的選擇255
924綜合分析舉例256
93特種鑄造258
931熔模鑄造258
932金屬型鑄造260
933壓力鑄造262
94鑄件結(jié)構(gòu)的工藝性264
941鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求264
942鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求265
95鑄造技術(shù)的新進(jìn)展268
951定向凝固技術(shù)268
952數(shù)字化無模鑄造精密成形技術(shù)270
953快速成形技術(shù)及其應(yīng)用272
思考與練習(xí)276
第10章塑性加工技術(shù)278
101塑性加工基礎(chǔ)278
1011金屬塑性變形的實質(zhì)278
1012塑性變形對金屬組織和性能的
影響280
1013金屬的可鍛性282
102鍛造284
1021自由鍛285
1022模鍛289
103板料沖壓292
1031分離工序293
1032變形工序296
1033沖壓模具300
104塑性加工件結(jié)構(gòu)工藝性301
1041鍛件結(jié)構(gòu)工藝性301
1042沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性304
105塑性加工技術(shù)的新進(jìn)展307
1051特種塑性加工307
1052計算機(jī)在塑性加工中的應(yīng)用311
思考與練習(xí)3