金属材料工程概论 第2版PDF电子书下载

1材料在国民经济中的地位 1

1.1 材料是人类文明大厦的基石 1

1.2 材料的发展 5

1.2.1 金属材料 6

1.2.2 陶瓷材料 7

1.2.3 高分子材料 7

1.2.4 新材料研究与发展趋势 8

1.3 高技术新材料的研发 11

1.3.1 信息材料 12

1.3.2 能源材料 12

1.3.3 生物材料和智能材料 13

1.3.4 结构材料 14

1.3.5 加快新材料的研发 15

1.4 我国钢铁材料的发展成就 16

1.4.1 钢产量跃居世界第一 16

1.4.2 发展目标 17

1.5 材料的划分 17

1.5.1 依据材料的来源划分 17

1.5.2 依据生产及使用情况划分 18

1.5.3 依据实用的重要性“破类”划分 18

1.5.4 依据对材料的主要性能要求划分 18

1.5.5 用途最广和用量最大的金属结构材料——钢 18

1.5.6 非铁金属及其合金的选用 19

复习思考题 19

参考文献 19

2金属材料导论 20

2.1 材料简史及金属科学 20

2.1.1 金属材料应用简史 20

2.1.2 金属科学的产生和发展 22

2.2 金属材料的一般特性 23

2.2.1 工艺性能 24

2.2.2 使用性能 24

2.2.3 工艺性能和使用性能的联系 25

2.3 决定金属材料性能的基本因素 25

2.3.1 化学成分 25

2.3.2 组织结构 26

2.4 常用力学性能指标 28

2.4.1 强度与塑性 29

2.4.2 弹性与刚度 30

2.4.3 冲击韧性 30

2.4.4 硬度 30

2.4.5 疲劳极限 30

复习思考题 31

参考文献 31

3金属材料生产及加工 32

3.1 金属冶炼与质量控制 32

3.1.1 金属冶炼方法 32

3.1.2 成分的控制 33

3.1.3 减少气体与夹杂 35

3.1.4 组织结构控制 36

3.2 钢锭与铸造 38

3.2.1 钢锭 38

3.2.2 铸造及铸造性能 39

3.2.3 特种铸造方法 40

3.3 钢的冶金质量 41

3.3.1 宏观偏析 42

3.3.2 显微偏析 42

3.3.3 白点 42

3.3.4 带状组织 43

3.3.5 网状碳化物 43

3.3.6 液析碳化物 43

3.4 冷加工与热加工 44

3.4.1 材料加工工艺路线 44

3.4.2 加工类型 44

3.4.3 锻造或轧制 45

3.4.4 轧锻后钢材的退火 46

3.4.5 切削加工 47

3.5 焊接工程 48

3.5.1 焊接的历史 48

3.5.2 焊接方法的分类及其特点 49

3.5.3 压力焊接 49

3.5.4 熔化焊接 50

3.6 粉末冶金 50

3.6.1 粉末冶金的应用和生产 51

3.6.2 粉末冶金技术的发展 51

3.6.3 金属陶瓷硬质合金 52

3.7 金属热处理技术 53

3.7.1 概述 53

3.7.2 国内外热处理技术的发展 55

3.7.3 热处理生产技术改造的方向 57

3.8 表面工程 59

3.8.1 表面工程的特点 59

3.8.2 表面热处理和化学热处理 60

3.8.3 复合表面工程 60

3.8.4 纳米表面工程 62

复习思考题 62

参考文献 63

4金属结构材料 64

4.1 钢的分类 64

4.1.1 按质量等级、主要性能、特性分类 65

4.1.2 按组织分类 66

4.1.3 其他分类 67

4.2 碳素结构钢和低合金高强度钢 67

4.2.1 碳素结构钢 67

4.2.2 低合金钢 68

4.3 铁素体-珠光体钢 72

4.3.1 概述 72

4.3.2 组织结构和力学性能 72

4.3.3 钢的设计及改进 73

4.4 调质钢 74

4.4.1 概述 74

4.4.2 选择及设计 74

4.4.3 调质钢的淬透性和典型钢种 76

4.4.4 低碳马氏体钢 76

4.5 超高强度钢 77

4.5.1 概述 77

4.5.2 钢的成分、组织设计 78

4.5.3 低合金超高强度钢 79

4.5.4 马氏体时效钢 79

4.6 弹簧钢 80

4.6.1 弹性 80

4.6.2 疲劳极限 81

4.6.3 钢种及特性 81

4.7 渗碳钢、渗氮钢 83

4.7.1 渗碳钢 83

4.7.2 渗氮钢 85

4.8 双相钢 86

4.8.1 概述 86

4.8.2 钢种及特性 86

4.9 低温用钢 88

4.9.1 性能要求 88

4.9.2 低合金钢 89

4.9.3 镍系低温钢 89

复习思考题 90

参考文献 90

5不锈钢和耐热钢 91

5.1 金属的腐蚀 91

5.1.1 腐蚀的分类 91

5.1.2 金属腐蚀的基本过程 91

5.2 常用不锈钢 93

5.2.1 奥氏体不锈钢 93

5.2.2 铁素体不锈钢 94

5.2.3 马氏体不锈钢 95

5.2.4 奥氏体-铁素体复相不锈钢 96

5.2.5 奥氏体-马氏体型沉淀硬化不锈钢 96

5.3 抗氧化钢 97

5.3.1 抗氧化腐蚀 97

5.3.2 钢种及应用 97

5.4 热强钢 99

5.4.1 影响热强性的因素 99

5.4.2 低碳珠光体热强钢 100

5.4.3 奥氏体耐热钢 101

5.4.4 马氏体耐热钢 101

复习思考题 102

参考文献 102

6金属耐磨材料 104

6.1 工具钢 104

6.1.1 碳素工具钢 105

6.1.2 合金刃具钢 105

6.1.3 高速工具钢 107

6.1.4 模具钢 107

6.1.5 量具钢 109

6.1.6 其他类型工具钢 109

6.2 其他耐磨钢 110

6.2.1 轴承钢 110

6.2.2 高碳高锰奥氏体钢 111

6.2.3 石墨钢 112

6.2.4 钢轨钢 112

6.2.5 耐磨用普通低合金钢 113

6.3 塑料模具钢 113

6.3.1 热塑性塑料注射模的主要失效方式 113

6.3.2 热塑性塑料注射模的工作条件和性能要求 114

6.3.3 塑料模具钢的预硬化处理 114

复习思考题 115

参考文献 115

7金属功能材料 116

7.1 磁性材料 116

7.1.1 物质磁性的基础知识 117

7.1.2 磁性材料的分类及特点 118

7.1.3 软磁材料的性能 119

7.1.4 永磁材料 121

7.2 形状记忆合金 122

7.2.1 形状记忆效应 122

7.2.2 形状记忆效应的基本原理 122

7.3 贮氢合金 124

7.4 其他功能材料 126

7.4.1 生物医学材料 126

7.4.2 梯度功能材料 127

7.4.3 智能材料 127

7.4.4 低维功能材料 128

7.4.5 超磁致伸缩材料 129

7.4.6 磁制冷及磁蓄冷材料 129

7.4.7 磁阻材料 129

复习思考题 130

参考文献 130

8亚稳态材料 131

8.1 纳米材料 132

8.1.1 纳米材料的结构 132

8.1.2 纳米结构材料的特性 133

8.1.3 纳米材料的形成 134

8.2 准晶材料 134

8.2.1 准晶的结构 135

8.22 准晶的形成 136

8.2.3 准晶的性能 136

8.3 非晶态材料 136

8.3.1 非晶态的形成 136

8.3.2 非晶态材料的性能 137

复习思考题 138

参考文献 138

9铸铁 139

9.1 铸铁的分类和石墨化 139

9.1.1 铁碳合金双重相图 139

9.1.2 铸铁的石墨化 139

9.1.3 铸铁的分类 140

9.2 工业常用铸铁 143

9.2.1 灰口铸铁 143

9.2.2 球墨铸铁 144

9.2.3 蠕墨铸铁 145

9.2.4 可锻铸铁 146

9.2.5 合金铸铁 146

复习思考题 148

参考文献 148

10有色金属及合金 149

10.1 有色金属及生产 149

10.1.1 有色金属的种类 149

10.1.2 有色金属的应用 150

10.1.3 有色金属的生产 150

10.2 铜及铜合金 151

10.2.1 工业纯铜 152

10.2.2 黄铜 152

10.2.3 青铜 154

10.2.4 白铜 154

10.3 铝及铝合金 154

10.3.1 工业纯铝的主要特性 154

10.3.2 铝合金的分类及时效强化 155

10.4 镁及镁合金 156

10.4.1 工业纯镁 156

10.4.2 镁合金的分类 156

10.4.3 镁合金的特点及其应用 157

复习思考题 158

参考文献 158

11非金属材料 159

11.1 高分子材料 159

11.1.1 高分子化合物的含义和组成 159

11.1.2 高分子化合物的结构 160

11.1.3 高分子材料的基本特性 161

11.1.4 高分子材料的分类 163

11.2 陶瓷材料 163

11.2.1 陶瓷的基本相结构 163

11.2.2 陶瓷的性能特点 165

11.2.3 常用陶瓷材料 166

11.3 复合材料 168

11.3.1 复合材料的概念 168

11.3.2 复合材料的分类 168

11.3.3 复合机理简介 169

11.3.4 复合材料的性能特点 170

11.3.5 常用复合材料 171

复习思考题 173

参考文献 174

12金属材料系统 175

12.1 金属及合金复杂系统 175

12.1.1 金属及合金系统 175

12.1.2 系统的特征 175

12.2 金属及合金整合系统 177

12.2.1 整合系统与混合系统 177

12.2.2 整体大于部分之总和的特点 177

12.2.3 相变动力学问题 178

12.3 非线性相互作用 180

12.3.1 相变临界点的非线性问题 180

12.3.2 珠光体片间距与过冷度呈非线性关系 181

12.3.3 合金元素对珠光体长大速度的非线性影响 182

12.3.4 力学性能的非线性问题 182

12.4 相变的自组织特征 183

12.4.1 相变自组织的条件 183

12.4.2 钢中的相变过程的自组织 184

复习思考题 185

参考文献 185

13材料科学理论知识概要 186

13.1 材料的结合方式与键性 186

13.1.1 材料的结合方式 186

13.1.2 工程材料的键性 187

13.2 晶体和非晶体 188

13.2.1 晶体和非晶体概述 188

13.2.2 空间点阵 188

13.2.3 典型金属的晶体结构 189

13.3 金属及合金的结晶 190

13.3.1 结晶的能量条件 190

13.3.2 冷却曲线和过冷度 190

13.3.3 金属结晶的一般过程 191

13.3.4 非晶态凝固基本知识 192

13.4 金属的多型性 192

13.5 原子迁移方式 194

13.5.1 扩散 194

13.5.2 成分不变的原子热激活跃迁位移 196

13.5.3 原子位移方式不同是区别相变机制的重要判据 197

13.6 两大图形和临界点 197

13.6.1 相图 197

13.6.2 动力学图——C-曲线 200

13.6.3 临界点 201

复习思考题 202

参考文献 202

14金属固态相变理论概要 203

14.1 固态相变的分类 203

14.1.1 按平衡状态分类 203

14.1.2 按原子迁移特征分类 206

14.1.3 按热力学分类 207

14.2 固态金属五大转变理论概要 207

14.2.1 奥氏体的形成 207

14.2.2 钢的共析分解——珠光体转变 208

14.2.3 贝氏体转变机理要点 210

14.2.4 马氏体相变理论概要 212

14.2.5 过饱和固溶体的脱溶 214

复习思考题 217

参考文献 217

15材料科学的中心内容和学习方法 219

15.1 中心内容和研究方法 219

15.1.1 材料科学的中心内容 219

15.1.2 研究方法 219

15.2 学习目的和方法 220

15.2.1 学习目的 220

15.2.2 学习方法 221

15.3 显微组织辨识方法 222

15.3.1 确定测试钢的牌号或化学成分 222

15.3.2 了解实验钢的加工履历 223

15.3.3 选择检测设备 224

15.3.4 建立和应用相变知识程序 224

复习思考题 225

参考文献 225

附录 226