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本書分10章,系統地介紹了工程材料及其性能、金屬學基礎知識、鐵碳合金及碳素鋼、鋼的熱處理、合金鋼及硬質合金、鑄鐵、有色金屬及其合金、非金屬材料及新型材料、機械零件材料的選擇、零件毛坯成形概論,書末還附有4個簡明的選做實驗。本書是作者集多年教學經驗並結合高等職業教育教學改革、示範院校建設而編寫的。良好體現“必需、夠用和少而精”原則,刪減理論、整合內容、突出基本應用。最大特色:教師學生“雙輕鬆”——“教師愉快教”與“學生快樂學”,設計方式和內容選擇注重激發好奇心和求知欲,激發主動閱讀,可在愉悅的閱讀中逐步拓寬視野。體現在:(1)專門針對高職學生特點,配大量工程實物圖——內容精煉,深入淺出,極大降低了理論難度,突出常見工程材料的基本性能和典型應用,設置了大量工程實物圖片;(2)案例導引與釋疑——每章以有趣而又典型的“引導案例”切入,把握學生興趣,提出疑問,引出相關內容,章末給出“案例釋疑”;(3)便於學習、授課——知識條目化、“淺顯化”,正文關鍵處恰當設置“便簽式”生產經驗提示、知識連結,配有趣味盎然的拓展知識以豐富學習,備有電子課件、教案、教學素材(視頻、動畫、圖片等)、練習題及答案。
目次
前言
第1章工程材料及其性能
學習重點及難點
引導案例
11工程材料及其性能指標
111工程材料及其分類
112工程材料的常用性能指標
12金屬材料的常用力學性能
121金屬材料所受載荷與常用
力學性能
122強度
123塑性
124硬度
125韌性
126疲勞強度
13金屬材料的物理性能和化學
性能
131物理性能
132化學性能
14金屬材料的工藝性能
案例釋疑
知識拓展——材料的發展歷史
本章小結
思考與練習
第2章金屬學基礎知識
學習重點及難點
引導案例
21純金屬的晶體結構
211晶體與非晶體
212晶體結構
213金屬晶格的類型
214實際金屬的晶體結構
215實際金屬的晶體缺陷
22金屬的結晶
221純金屬的過冷現象與過冷度
222純金屬的結晶過程
223合金鑄件(或鑄錠)結晶後的
組織結構
224晶粒大小及其控制
23合金的晶體結構
231合金的基本概念
232合金的相結構
24金屬的冷塑性變形
241金屬的塑性變形
242冷塑性變形對金屬組織和性能
的影響
243冷塑性變形後在加熱時的回復
與再結晶
25金屬的熱塑性變形
251熱加工與冷加工的區別
252熱加工對金屬組織和性能
的影響
案例釋疑
知識拓展——金剛石及其用途
本章小結
思考與練習
第3章鐵碳合金及碳素鋼
學習重點及難點
引導案例
31鐵碳合金及其相圖
311工業純鐵
312鐵碳合金的基本組織
313鐵碳合金相圖
314鐵碳合金的分類
315典型鐵碳合金的結晶過程
316含碳量對鋼性能的影響
317鐵碳合金相圖在工業中
的應用
32碳素鋼(非合金鋼)概述
機械工程材料與熱處理第2版
目錄
321常存雜質元素對碳素鋼性能
的影響
322碳素鋼的分類
323鋼材的品種
33碳素結構鋼
331普通碳素結構鋼
332優質碳素結構鋼
34碳素工具鋼
35鑄造碳鋼
案例釋疑
知識拓展——“泰坦尼克號”沉船
之謎
本章小結
思考與練習
第4章鋼的熱處理
學習重點及難點
引導案例
41熱處理概述
42鋼在加熱時的轉變
421鋼在加熱和冷卻時的固態
臨界點
422鋼在加熱時的組織轉變過程
423加熱時奧氏體的晶粒大小及
控制
43鋼在冷卻時的轉變
431過冷奧氏體的等溫轉變
432過冷奧氏體的連續冷卻轉變
44鋼的退火和正火
441鋼的退火
442鋼的正火
443退火與正火的應用選擇
45鋼的淬火
451鋼的淬火工藝
452淬火方法
453鋼的淬透性與淬硬性
454鋼的淬火缺陷及預防
46淬火鋼的回火
461淬火鋼回火的目的
462常用的回火方法
463回火脆性
47鋼的表面熱處理
471鋼的表面淬火
472鋼的化學熱處理
48其他熱處理技術
481時效處理
482形變熱處理
483真空熱處理
484可控氣氛熱處理
485表面氣相沉積
49熱處理方案選擇及工藝位置
安排
491常用熱處理方案的選擇
492熱處理工藝位置安排
410零件的熱處理結構工藝性
案例釋疑
知識拓展——我國古代的熱處理
工藝
本章小結
思考與練習
第5章合金鋼及硬質合金
學習重點及難點
引導案例
51合金鋼概述
52合金鋼的分類和牌號
521合金鋼的分類
522合金鋼的牌號
53合金元素在鋼中的作用
531合金元素對鋼力學性能的
影響
532合金元素對鋼熱處理性能的
影響
533合金元素對鋼加工工藝性能的
影響
54合金結構鋼
541工程構件用合金鋼
542機械結構用合金鋼
55合金工具鋼
551合金量具鋼
552合金刃具鋼
553耐衝擊工具鋼
554合金模具鋼
56特殊性能合金鋼
561不銹鋼
562耐熱鋼
563耐磨鋼
564易切削結構鋼
57硬質合金
571硬質合金的應用與特性
572常用硬質合金
案例釋疑
知識拓展——古代的“寶刀”是
如何煉成的
本章小結
思考與練習
第6章鑄鐵
學習重點及難點
引導案例
61鑄鐵概述
611鑄鐵的成分及性能特點
612鑄鐵的分類及應用
62灰鑄鐵
621灰鑄鐵的成分、組織與性能
特點
622灰鑄鐵的牌號和應用
623灰鑄鐵的孕育處理
624灰鑄鐵的熱處理
63球墨鑄鐵
631球墨鑄鐵的組織與性能
632球墨鑄鐵的牌號及用途
633球墨鑄鐵的熱處理
64可鍛鑄鐵
641可鍛鑄鐵的生產過程及成分
642可鍛鑄鐵的組織與性能
643可鍛鑄鐵的牌號及用途
65蠕墨鑄鐵及特殊性能鑄鐵
651蠕墨鑄鐵
652特殊性能鑄鐵
案例釋疑
知識拓展——鋼鐵材料的生產工藝
簡介
本章小結
思考與練習
第7章有色金屬及其合金
學習重點及難點
引導案例
71有色金屬概述
72銅及銅合金
721工業純銅
722銅合金
73鋁及鋁合金
731工業純鋁
732鋁合金
733鋁合金的熱處理
74鈦及鈦合金
741工業純鈦
742鈦合金
743鈦合金的主要應用
75鎂及鎂合金
751純鎂的性能特點
752鎂合金的性能特點
753鎂合金的分類及應用
754鎂合金應用的發展
76滑動軸承合金
761軸承及軸承合金的類別
762鉛基軸承合金
763錫基軸承合金
764鋁基軸承合金
765銅基軸承合金
案例釋疑
知識拓展——如何區分白銅和
純銀
本章小結
思考與練習
第8章非金屬材料及新型材料
學習重點及難點
引導案例
81非金屬材料概述
82高分子材料
821塑膠
822橡膠
823纖維
824膠粘劑
825塗料
83陶瓷材料
831陶瓷的分類
832陶瓷的性能特點
833常用陶瓷的種類及應用
84複合材料
841複合材料的概念
842複合材料的分類
843複合材料的性能特點
844常用複合材料
85新型材料
851高溫材料
852形狀記憶材料
853超導材料
案例釋疑
知識拓展——納米技術簡介
本章小結
思考與練習
第9章機械零件材料的選擇
學習重點及難點
引導案例
91機械零件的失效
911失效的概念及特徵
912失效的類型
913失效的原因
92機械零件材料選擇的一般
原則
921使用性能的考慮
922工藝性能的考慮
923經濟性的考慮
93典型零件選材實例
931軸類零件的選材及熱處理
932齒輪類零件的選材與工藝
分析
933箱體類零件的選材
案例釋疑
知識拓展——鋁合金汽車輪轂相對
傳統鋼輪轂的優勢
本章小結
思考與練習
第10章零件毛坯成形概論
學習重點及難點
引導案例
101鑄造成形基礎
1011鑄造概述
1012砂型鑄造
1013特種鑄造簡介
102焊接成形基礎
1021焊接概述
1022焊條電弧焊
1023埋弧焊
1024氣體保護焊
1025電阻焊
1026等離子弧焊
1027釺焊
103鍛壓成形基礎
1031鍛壓概述
1032自由鍛
1033模鍛
1034板料衝壓
1035鍛壓新技術簡介
案例釋疑
知識拓展——焊接新技術
本章小結
思考與練習
附錄
附錄A簡明實驗
實驗1金屬材料的拉伸試驗
實驗2金屬材料硬度的測定
實驗3鐵碳合金顯微組織的觀察及
分析
實驗4碳素鋼的熱處理
附錄B壓痕直徑與布氏硬度
對照表
附錄C黑色金屬硬度及強度
換算表
附錄D各類鋼鐵的牌號表示
方法
附錄E常用熱處理工藝代號及
技術條件的表示方法
參考文獻
第1章工程材料及其性能
學習重點及難點
引導案例
11工程材料及其性能指標
111工程材料及其分類
112工程材料的常用性能指標
12金屬材料的常用力學性能
121金屬材料所受載荷與常用
力學性能
122強度
123塑性
124硬度
125韌性
126疲勞強度
13金屬材料的物理性能和化學
性能
131物理性能
132化學性能
14金屬材料的工藝性能
案例釋疑
知識拓展——材料的發展歷史
本章小結
思考與練習
第2章金屬學基礎知識
學習重點及難點
引導案例
21純金屬的晶體結構
211晶體與非晶體
212晶體結構
213金屬晶格的類型
214實際金屬的晶體結構
215實際金屬的晶體缺陷
22金屬的結晶
221純金屬的過冷現象與過冷度
222純金屬的結晶過程
223合金鑄件(或鑄錠)結晶後的
組織結構
224晶粒大小及其控制
23合金的晶體結構
231合金的基本概念
232合金的相結構
24金屬的冷塑性變形
241金屬的塑性變形
242冷塑性變形對金屬組織和性能
的影響
243冷塑性變形後在加熱時的回復
與再結晶
25金屬的熱塑性變形
251熱加工與冷加工的區別
252熱加工對金屬組織和性能
的影響
案例釋疑
知識拓展——金剛石及其用途
本章小結
思考與練習
第3章鐵碳合金及碳素鋼
學習重點及難點
引導案例
31鐵碳合金及其相圖
311工業純鐵
312鐵碳合金的基本組織
313鐵碳合金相圖
314鐵碳合金的分類
315典型鐵碳合金的結晶過程
316含碳量對鋼性能的影響
317鐵碳合金相圖在工業中
的應用
32碳素鋼(非合金鋼)概述
機械工程材料與熱處理第2版
目錄
321常存雜質元素對碳素鋼性能
的影響
322碳素鋼的分類
323鋼材的品種
33碳素結構鋼
331普通碳素結構鋼
332優質碳素結構鋼
34碳素工具鋼
35鑄造碳鋼
案例釋疑
知識拓展——“泰坦尼克號”沉船
之謎
本章小結
思考與練習
第4章鋼的熱處理
學習重點及難點
引導案例
41熱處理概述
42鋼在加熱時的轉變
421鋼在加熱和冷卻時的固態
臨界點
422鋼在加熱時的組織轉變過程
423加熱時奧氏體的晶粒大小及
控制
43鋼在冷卻時的轉變
431過冷奧氏體的等溫轉變
432過冷奧氏體的連續冷卻轉變
44鋼的退火和正火
441鋼的退火
442鋼的正火
443退火與正火的應用選擇
45鋼的淬火
451鋼的淬火工藝
452淬火方法
453鋼的淬透性與淬硬性
454鋼的淬火缺陷及預防
46淬火鋼的回火
461淬火鋼回火的目的
462常用的回火方法
463回火脆性
47鋼的表面熱處理
471鋼的表面淬火
472鋼的化學熱處理
48其他熱處理技術
481時效處理
482形變熱處理
483真空熱處理
484可控氣氛熱處理
485表面氣相沉積
49熱處理方案選擇及工藝位置
安排
491常用熱處理方案的選擇
492熱處理工藝位置安排
410零件的熱處理結構工藝性
案例釋疑
知識拓展——我國古代的熱處理
工藝
本章小結
思考與練習
第5章合金鋼及硬質合金
學習重點及難點
引導案例
51合金鋼概述
52合金鋼的分類和牌號
521合金鋼的分類
522合金鋼的牌號
53合金元素在鋼中的作用
531合金元素對鋼力學性能的
影響
532合金元素對鋼熱處理性能的
影響
533合金元素對鋼加工工藝性能的
影響
54合金結構鋼
541工程構件用合金鋼
542機械結構用合金鋼
55合金工具鋼
551合金量具鋼
552合金刃具鋼
553耐衝擊工具鋼
554合金模具鋼
56特殊性能合金鋼
561不銹鋼
562耐熱鋼
563耐磨鋼
564易切削結構鋼
57硬質合金
571硬質合金的應用與特性
572常用硬質合金
案例釋疑
知識拓展——古代的“寶刀”是
如何煉成的
本章小結
思考與練習
第6章鑄鐵
學習重點及難點
引導案例
61鑄鐵概述
611鑄鐵的成分及性能特點
612鑄鐵的分類及應用
62灰鑄鐵
621灰鑄鐵的成分、組織與性能
特點
622灰鑄鐵的牌號和應用
623灰鑄鐵的孕育處理
624灰鑄鐵的熱處理
63球墨鑄鐵
631球墨鑄鐵的組織與性能
632球墨鑄鐵的牌號及用途
633球墨鑄鐵的熱處理
64可鍛鑄鐵
641可鍛鑄鐵的生產過程及成分
642可鍛鑄鐵的組織與性能
643可鍛鑄鐵的牌號及用途
65蠕墨鑄鐵及特殊性能鑄鐵
651蠕墨鑄鐵
652特殊性能鑄鐵
案例釋疑
知識拓展——鋼鐵材料的生產工藝
簡介
本章小結
思考與練習
第7章有色金屬及其合金
學習重點及難點
引導案例
71有色金屬概述
72銅及銅合金
721工業純銅
722銅合金
73鋁及鋁合金
731工業純鋁
732鋁合金
733鋁合金的熱處理
74鈦及鈦合金
741工業純鈦
742鈦合金
743鈦合金的主要應用
75鎂及鎂合金
751純鎂的性能特點
752鎂合金的性能特點
753鎂合金的分類及應用
754鎂合金應用的發展
76滑動軸承合金
761軸承及軸承合金的類別
762鉛基軸承合金
763錫基軸承合金
764鋁基軸承合金
765銅基軸承合金
案例釋疑
知識拓展——如何區分白銅和
純銀
本章小結
思考與練習
第8章非金屬材料及新型材料
學習重點及難點
引導案例
81非金屬材料概述
82高分子材料
821塑膠
822橡膠
823纖維
824膠粘劑
825塗料
83陶瓷材料
831陶瓷的分類
832陶瓷的性能特點
833常用陶瓷的種類及應用
84複合材料
841複合材料的概念
842複合材料的分類
843複合材料的性能特點
844常用複合材料
85新型材料
851高溫材料
852形狀記憶材料
853超導材料
案例釋疑
知識拓展——納米技術簡介
本章小結
思考與練習
第9章機械零件材料的選擇
學習重點及難點
引導案例
91機械零件的失效
911失效的概念及特徵
912失效的類型
913失效的原因
92機械零件材料選擇的一般
原則
921使用性能的考慮
922工藝性能的考慮
923經濟性的考慮
93典型零件選材實例
931軸類零件的選材及熱處理
932齒輪類零件的選材與工藝
分析
933箱體類零件的選材
案例釋疑
知識拓展——鋁合金汽車輪轂相對
傳統鋼輪轂的優勢
本章小結
思考與練習
第10章零件毛坯成形概論
學習重點及難點
引導案例
101鑄造成形基礎
1011鑄造概述
1012砂型鑄造
1013特種鑄造簡介
102焊接成形基礎
1021焊接概述
1022焊條電弧焊
1023埋弧焊
1024氣體保護焊
1025電阻焊
1026等離子弧焊
1027釺焊
103鍛壓成形基礎
1031鍛壓概述
1032自由鍛
1033模鍛
1034板料衝壓
1035鍛壓新技術簡介
案例釋疑
知識拓展——焊接新技術
本章小結
思考與練習
附錄
附錄A簡明實驗
實驗1金屬材料的拉伸試驗
實驗2金屬材料硬度的測定
實驗3鐵碳合金顯微組織的觀察及
分析
實驗4碳素鋼的熱處理
附錄B壓痕直徑與布氏硬度
對照表
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