工程材料基础 内容简介

本书分为3篇, 共9章, 包含了工程材料的基本理论, 常用工程材料和机械零件的失效、强化、选材以及工程材料的应用三大模块, 既注重体现材料科学的基本理论和知识, 也适当介绍功能材料和纳米材料, 加强理论联系实际。

工程材料基础 目录

绪论
0.1 材料的含义及分类
0.2 材料的发展历程
0.3 材料科学的发展趋势
0.4 工程材料的应用
0.5 本教材的主要内容

**篇 工程材料的基本理论
**章 材料的结构与性能
1.1 材料的键合方式
1.1.1 金属键
1.1.2 离子键
1.1.3 共价键
1.1.4 分子间作用力
1.1.5 氢键
1.2 晶体结构常识
1.2.1 晶体的概念
1.2.2 晶体的主要类型
1.3 金属的晶体结构与性能
1.3.1 纯金属的晶体结构
1.3.2 实际金属的晶体结构
1.3.3 合金的相结构
1.3.4 金属材料的力学性能
1.3.5 金属材料的工艺性
1.4 高分子材料的结构与性能
1.4.1 高分子化合物的基本概念
1.4.2 高分子化合物的结构
1.4.3 高分子材料的性能
1.5 陶瓷材料的组织结构与性能
1.5.1 陶瓷的概念
1.5.2 陶瓷的组织结构
1.5.3 陶瓷的性能
第二章 金属材料组织与性能的控制
2.1 纯金属的结晶
2.1.1 冷却曲线和过冷现象
2.1.2 纯金属的结晶过程
2.2 二元合金相图
2.2.1 二元合金相图的建立
2.2.2 匀晶相图
2.2.3 共晶相图
2.2.4 共析相图
2.3 铁碳合金相图
2.3.1 纯铁的同素异构转变
2.3.2 纯铁的性能与应用
2.3.3 铁碳合金的基本相和组织
2.3.4 铁碳合金相图分析
2.3.5 铁碳合金成分、组织与性能的关系
2.3.6 铁碳合金相图的应用
2.4 金属的塑性加工
2.4.1 塑性变形机理
2.4.2 冷塑性变形对金属组织与性能的影响
2.4.3 塑性变形金属在加热时组织与性能的变化
2.4.4 金属的热加工
2.5 钢的热处理
2.5.1 钢在加热时的转变
2.5.2 钢在冷却时的转变
2.5.3 钢的过冷奥氏体转变图
2.5.4 钢的退火与正火
2.5.5 钢的淬火
2.5.6 钢的回火
2.5.7 钢的表面热处理

第二篇 工程材料
第三章 金属材料
3.1 工业用钢
3.1.1 钢的分类与编号
3.1.2 工程结构用钢
3.1.3 合金钢
3.2 铸铁
3.2.1 铸铁的分类及性能
3.2.2 铸铁的石墨化及其影响因素
3.2.3 常用普通铸铁
3.3 有色金属及合金
3.3.1 铝及铝合金
3.3.2 钛及钛合金
3.3.3 铜及铜合金
3.3.4 镁合金
3.3.5 轴承合金
第四章 高分子材料
4.1 高分子材料基础
4.1.1 基本概念
4.1.2 聚合反应
4.1.3 聚合物的结构与性能
4.2 工程塑料
4.2.1 塑料的组成及分类
4.2.2 塑料制品的成型与加工
4.2.3 塑料的性能特点
4.2.4 常用工程塑料
4.2.5 塑料在机械工程中的应用
4.3 橡胶与合成纤维
4.3.1 橡胶
4.3.2 合成纤维
4.4 合成胶黏剂和涂料
4.4.1 合成胶黏剂
4.4.2 涂料
第五章 陶瓷材料
5.1 概述
5.1.1 陶瓷的分类
5.1.2 陶瓷的制造工艺
5.2 常用工程结构陶瓷材料
5.2.1 普通陶瓷
5.2.2 特种陶瓷
第六章 复合材料
6.1 概述
6.1.1 复合材料的基本类型与组成
6.1.2 复合材料的性能
6.1.3 复合理论简介
6.1.4 复合材料中常用的纤维增强材料
6.2 树脂基复合材料
6.2.1 塑料基复合材料
6.2.2 橡胶基复合材料
6.3 陶瓷基复合材料
6.4 金属基复合材料
6.4.1 纤维增强金属基复合材料
6.4.2 颗粒增强金属基复合材料
6.5 碳／碳复合材料
第七章 功能材料
7.1 功能材料概述
7.1.1 导电功能材料
7.1.2 磁性功能材料
7.1.3 发光功能材料
7.1.4 声光功能材料
7.1.5 生物医学功能材料
7.1.6 隐身功能材料
7.1.7 形状记忆材料
7.1.8 梯度功能材料
7.2 纳米材料概述
7.2.1 纳米材料的性能特点
7.2.2 纳米材料的应用

第三篇 机械零件的失效、强化、选材及工程材料的应用

工程材料基础 节选

　　《工程材料基础/“机械工程”材料国家级精品课程教材·安徽省高等学校“十一五”省级规划教材》：　　3.预防淬火变形和开裂的措施　　（1）合理选择钢的淬透性　　淬透性决定了钢的机械性能，这就要求工程技术人员在根据工件的服役条件和性能要求选材时要充分考虑淬透性因素，以避免因淬透性不足淬火时增大冷却速度产生的变形，或因淬透性过高引起的不必要浪费。　　截面尺寸较大、形状复杂以及受力较苛刻的螺栓、拉杆、锻模、锤杆等工件，要求机械性能均匀，应选用淬透性好的钢。承受弯曲或扭转载荷的轴类零件，外层受力较大，心部受力较小，可选用淬透性较低的钢。　　（2）合理设计工件的形状　　从热处理角度讲，设计工件时应尽量减少截面尺寸突然变化、厚薄悬殊、薄边及尖角，在截面尺寸突变处采取平滑过渡，尽量减小轴类零件长度与直径的比值，大型模具宜采用镶拼结构。　　（3）正确选择锻造与热处理工艺　　钢在冶炼过程中由于原料、设备及工艺等原因，或多或少地要形成一些冶金缺陷，如疏松、气泡、非金属夹杂物、偏析区、带状组织以及粗大碳化物等，它们是应力集中的地方，极易引起工件淬火变形和开裂。正确的锻造和随后的预先热处理（退火、正火、调质处理）可以使组织细化，分布更加均匀，以满足*终热处理的要求。　　正确执行淬火工艺规范。淬火加热一般用微氧化或无氧化加热，大型工模具及离合金钢工件应采用一到二次预热，防止加热温度不均匀。加热温度应以淬火获得细小的马氏体组织为准则，尽量选择下限温度。选择淬火介质和冷却方法是淬火中的关键环节，在满足淬透层深度的前提下，应选用较为温和的介质，或选用分级淬火和等温淬火。这些方法能明显地减小淬火应力，降低变形及开裂的倾向。淬火后应及时回火，尤其是对于形状复杂的高碳合金钢工件更应如此。　　2.5.6钢的回火　　回火是将淬火钢加热到低于Ac1以下某一温度保温一段时间，然后以一定的方式（一般为空冷）冷却到室温的热处理操作。钢的正常淬火组织是马氏体（低碳钢）、马氏体加少量残余奥氏体（中、高碳钢）或者是马氏体和少量残余奥氏体及未溶碳化物（过共析钢）。淬火马氏体是*不稳定的组织，它随时可能向稳态组织（铁素体加碳化物）转变，回火可以加速这一过程。回火的目的：①获得较为稳定的组织；②获得所需要的性能，即在保证钢强度及硬度的前提下，尽可能提高塑性及韧性；③减少或消除淬火应力。　　2.5.6.1回火时的组织变化　　借助于金相、电镜观察以及物理性能等测量方法，能揭示出淬火钢在回火过程中组织结构的变化。随着回火温度的升高，碳原子在马氏体中不断聚集，当聚集区中碳原子达到一定的浓度时，便会沉淀出碳化物，同时使马氏体的过饱和度下降。回火温度继续升高，碳化物的类型发生转换，形成更稳定的结构。当回火温度较高时，碳化物将发生球化和粗化以及铁素体基体的回复和再结晶。　　……

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