本書為河南省“十四五”普通高等教育規(guī)劃教材和普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材的修訂版,入選河南省本科高校新工科新形態(tài)教材。本書可滿足機(jī)械類及近機(jī)械類專業(yè)的人才培養(yǎng)需求,構(gòu)建和優(yōu)化應(yīng)用型本科教學(xué)的材料知識體系,滿足機(jī)電、材料加工、能源、汽車等行業(yè)讀者的材料方面知識需求。
本書包括三部分:材料科學(xué)及其應(yīng)用基礎(chǔ)、常用工程材料和材料成形工藝。材料科學(xué)及其應(yīng)用基礎(chǔ)的內(nèi)容包括材料性能指標(biāo)、晶體結(jié)構(gòu)及結(jié)晶、熱處理、機(jī)械零件用材的選擇等。常用工程材料主要包括鋼鐵材料、有色金屬材料、非金屬材料與復(fù)合材料的組織性能和應(yīng)用。材料成形工藝主要講述熱加工成形中鑄造、鍛造、焊接三類成形方法及其工藝要點(diǎn)。
本書可作為工科院校機(jī)械設(shè)計制造類、汽車制造類、材料成型及控制工程、化工機(jī)械與設(shè)備、航空裝備類等專業(yè)的教材,也可作為高等職業(yè)院校,成人教育、函授等職業(yè)教育院校的教材。
本書遵循職業(yè)教育教材編寫規(guī)律和職業(yè)院校學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律,配套齊全
為適應(yīng)我國新型工業(yè)化發(fā)展對創(chuàng)新型專業(yè)人才需求的不斷提高,滿足中國式現(xiàn)代化發(fā)展 對人才的需求,達(dá)到為國育才的目標(biāo),編者對第2版進(jìn)行了修訂。
黨的二十大報告中指出:必須堅持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力。編者在修訂過程中,著力強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,增強(qiáng)學(xué)生的自信心和創(chuàng)造力。本書增加了先進(jìn)材料及成形技術(shù)內(nèi)容,以使學(xué)生了解新材料和新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用;書中設(shè)置了一些開放性題目,著力培養(yǎng)學(xué)生主動思考、主動實(shí)踐的能力;書中使用二維碼鏈接了一些擴(kuò)展內(nèi)容,以補(bǔ)充工程知識。
本書針對機(jī)械類及近機(jī)械類專業(yè)人員對材料知識的需求,結(jié)合專業(yè)知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和學(xué)生的接受能力組織內(nèi)容。在內(nèi)容安排上分為三篇:第一篇材料科學(xué)及其應(yīng)用基礎(chǔ),講述材料性能指標(biāo)、晶體結(jié)構(gòu)及結(jié)晶、熱處理和選材;第二篇常用工程材料,講述鋼鐵材料、有色金屬材料、非金屬材料與復(fù)合材料;第三篇材料成形工藝,講述鑄、鍛、焊等材料成形方法和工藝要點(diǎn)。本書突出了知識的系統(tǒng)性和實(shí)用性,主干清晰,條理分明。
與第2版相比,本次修訂做了以下幾方面的工作:
1)書中增加了先進(jìn)材料及成形技術(shù)的內(nèi)容。在重視材料科學(xué)基礎(chǔ)性的同時,保證了內(nèi)容的先進(jìn)性。
2)將反映產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范、新標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容融入書中;對于陳舊的案例,淘汰的技術(shù)、工藝、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行更換替代。
3)在復(fù)習(xí)思考題中設(shè)置若干開放性題目,培養(yǎng)學(xué)生主動思考、主動探索并解決實(shí)際問題的能力。
4)本書鏈接豐富的圖片、動畫和視頻,以二維碼形式插入相關(guān)內(nèi)容處,學(xué)生可通過掃描二維碼觀看和學(xué)習(xí),以加深對知識點(diǎn)的理解和掌握,還有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力。
本書由盧志文和趙亞忠任主編,并負(fù)責(zé)全書統(tǒng)稿,馬世榜和仲志國擔(dān)任副主編,參編人員還有黃本生、韋志鋒和葉鐵。具體編寫分工:南陽師范學(xué)院盧志文編寫第1章和第9章,馬世榜編寫第10章、第11章、第12章和附錄,仲志國編寫第4章和第5章,葉鐵編寫第13章;南陽理工學(xué)院趙亞忠編寫第2章、第6章和第7章;西南石油大學(xué)黃本生編寫第3章;重慶科技學(xué)院韋志鋒編寫第8章。本書由鄭州大學(xué)關(guān)紹康教授主審。
本書的編寫力求適應(yīng)機(jī)械類專業(yè)的應(yīng)用需要,并適應(yīng)高等教育的改革和發(fā)展。但由于編者水平有限,疏漏和不足之處在所難免,懇請讀者批評指正,不吝賜教。
編者
職業(yè)院校教師
前言
二維碼索引第一篇材料科學(xué)及其應(yīng)用基礎(chǔ)
第1章工程材料概述2
1.1材料的作用和發(fā)展前景2
1.2工程材料及其分類3
1.3工程材料的生產(chǎn)工藝概述5
復(fù)習(xí)思考題13
第2章工程材料的性能14
2.1工程材料的力學(xué)性能14
2.2工程材料的物理和化學(xué)性能25
2.3工程材料的工藝性能26
復(fù)習(xí)思考題28
第3章材料的結(jié)構(gòu)29
3.1晶體的結(jié)構(gòu)29
3.2實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)37
3.3非金屬材料的結(jié)構(gòu)42
復(fù)習(xí)思考題44
第4章金屬與合金的結(jié)晶46
4.1純金屬的結(jié)晶46
4.2合金的結(jié)晶50
4.3合金性能與相圖的關(guān)系57
4.4鐵碳合金相圖58
復(fù)習(xí)思考題68
第5章金屬材料熱處理70
5.1鋼在加熱和冷卻時的轉(zhuǎn)變70
5.2鋼的常規(guī)熱處理76
5.3鋼的表面熱處理和化學(xué)熱處理82
5.4熱處理在機(jī)械加工中的工序位置85
5.5非鐵合金的熱處理86
5.6常用熱處理設(shè)備87
5.7其他熱處理工藝89
復(fù)習(xí)思考題90第二篇常用工程材料
第6章鋼鐵材料93
6.1鋼93
6.2鑄鐵115
復(fù)習(xí)思考題123
第7章有色金屬材料125
7.1鋁及鋁合金125
7.2銅及銅合金132
7.3鈦及鈦合金136
7.4軸承合金137
7.5鎂及鎂合金139
復(fù)習(xí)思考題142
第8章非金屬材料與復(fù)合材料143
8.1高分子材料143
8.2陶瓷材料153
8.3復(fù)合材料155
復(fù)習(xí)思考題163第三篇材料成形工藝
第9章鑄造166
9.1鑄造工藝基礎(chǔ)166
9.2砂型鑄造173
9.3鑄造工藝177
9.4鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性185
9.5特種鑄造189
復(fù)習(xí)思考題193
第10章金屬塑性成形194
10.1塑性變形基本理論194
10.2金屬塑性成形的基本生產(chǎn)方式198
10.3自由鍛200
10.4模鍛206
10.5板料沖壓212
復(fù)習(xí)思考題216
第11章焊接218
11.1焊接的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用218
11.2熔焊過程與焊接質(zhì)量220
11.3常用焊接方法228
11.4常用材料的焊接236
11.5焊接結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計239
復(fù)習(xí)思考題244
第12章先進(jìn)材料及成形技術(shù)246
12.1新型合金材料246
12.2先進(jìn)陶瓷材料260
12.3先進(jìn)高分子材料266
12.4先進(jìn)成形技術(shù)270
復(fù)習(xí)思考題276
第13章機(jī)械零件用材及其成形工藝
的選擇277
13.1材料的失效及其分析277
13.2選材的基本原則和方法284
13.3典型零件的材料及成形工藝選擇294
復(fù)習(xí)思考題297
附錄298
附錄A部分鋼的臨界溫度298
附錄B硬度換算表299
附錄C金屬材料常用腐蝕劑301
參考文獻(xiàn)302