工程材料及应用PDF电子书下载

绪论 1

第一部分　工程材料的基础理论第1章 工程材料的结构与性能 3

1.1　材料的结合方式 3

1.1.1　结合键 3

1.1.2　工程材料的键性 5

1.1.3　晶体与非晶体 6

1.2　金属的晶体结构 6

1.2.1　典型的金属晶体结构 7

1.2.2　典型晶格的配位数和致密度 9

1.2.3　实际金属的晶体结构 10

1.3　合金的相结构 14

1.3.1　合金的基本概念 14

1.3.2　合金的相结构 14

1.4 高聚物 18

1.4.1 高聚物的结构 18

1.4.2 高聚物的聚集态结构 20

1.5　陶瓷材料的结构 20

1.5.1　离子型晶体陶瓷 21

1.5.2　共价型晶体陶瓷 22

1.6　工程材料的性能 22

1.6.1　金属材料的拉伸性能 23

1.6.2　塑性 26

1.6.3　硬度 27

1.6.4　冲击韧性 29

1.6.5　断裂韧性 31

1.6.6　粘弹性 32

1.6.7　其他性能 33

思考与练习 36

第2章 金属材料的凝固与结晶 37

2.1　纯金属的凝固 37

2.1.1　凝固的基本概念 37

2.1.2　金属的结晶过程 38

2.2　合金的凝固 44

2.2.1　二元相图的建立 44

2.2.2　二元匀晶相图 46

2.2.3　二元共晶相图 47

2.2.4　二元包晶相图 49

2.2.5　其他类型的二元相图 50

2.2.6　根据相图判断合金的性能 51

2.3　典型材料相图 53

思考与练习 67

第3章 金属的塑性变形与再结晶 69

3.1　金属的塑性变形 69

3.1.1　单晶体金属的塑性变形 69

3.1.2　多晶体金属的塑性变形 74

3.1.3　合金的塑性变形 78

3.1.4　冷塑性变形对金属组织和性能的影响 80

3.2　金属及合金的回复与再结晶 85

3.2.1 形变金属或合金加热过程中的一般变化 85

3.2.2 回复 87

3.2.3　再结晶 88

3.2.4　再结晶后的晶粒长大 90

3.3　金属的热塑性加工 92

3.3.1　热加工与冷加工的区别 92

3.3.2　热加工对金属组织和性能的影响 92

思考与练习 94

第4章　材料的固态相变及热处理 96

4.1　固态相变概述 96

4.2　钢的热处理原理 97

4.2.1　钢在加热时的转变 98

4.2.2　钢在冷却时的转变 101

4.2.3　过冷奥氏体的连续冷却转变 115

4.3　钢的热处理工艺 117

4.3.1　钢的退火与正火 118

4.3.2　钢的淬火 121

4.3.3　钢的回火 130

4.3.4　钢的表面热处理 134

4.3.5　钢的化学热处理 136

4.3.6　钢的热处理新技术 143

思考与练习 147

第二部分　常用工程材料的基本知识第5章　金属材料 149

5.1　工业用钢 149

5.1.1　钢的分类与牌号 149

5.1.2　钢中的杂质及合金元素 151

5.1.3　结构钢 155

5.1.4 工具钢 164

5.1.5　特殊性能钢 172

5.2　铸铁 179

5.2.1　概述 179

5.2.2　常用铸铁 183

5.2.3　合金铸铁 194

5.3　有色金属及其合金 195

5.3.1　铝及铝合金 196

5.3.2　铜及铜合金 205

5.3.3　滑动轴承合金 211

思考与练习 215

第6章　高分子材料 217

6.1　概述 217

6.1.1　高分子材料的基本概念 217

6.1.2　高分子化合物的力学状态 217

6.2　工程塑料 219

6.2.1　工程塑料的组成 219

6.2.2　工程塑料的分类 220

6.2.3　常用工程塑料 221

6.3　常用合成纤维 226

6.4　橡胶 227

6.4.1　橡胶的分类和橡胶制品的组成 227

6.4.2　常用合成橡胶 228

6.5　胶粘剂 231

6.5.1　常用胶粘剂 232

6.5.2　胶粘剂的选用 234

思考与练习 236

第7章　陶瓷材料 237

7.1　概述 237

7.1.1　陶瓷的概念 237

7.1.2　陶瓷的分类 237

7.2　常用陶瓷材料 238

7.2.1　普通陶瓷 238

7.2.2　特种陶瓷 240

思考与练习 245

第8章　复合材料 246

8.1　概述 246

8.1.1　复合材料的定义与命名 246

8.1.2　复合材料的分类 247

8.2　复合材料的增强机制和复合原则 248

8.2.1　复合材料的增强机制 248

8.2.2　复合材料的复合原则 249

8.3　非金属基复合材料 250

8.3.1　聚合物基复合材料 250

8.3.2　陶瓷基复合材料 255

8.3.3　碳／碳复合材料 259

8.4　金属基复合材料 260

8.4.1　金属陶瓷 261

8.4.2　纤维增强金属基复合材料 262

8.4.3　颗粒和晶须增强金属基复合材料 265

思考与练习 266

第三部分　工程材料的应用第9章　机械零件的失效与选材原则 267

9.1　机械零件的失效及失效分析 267

9.1.1　失效的分类 268

9.1.2　失效的基本因素 268

9.1.3　失效分析的基本方法 269

9.2　零件失效形式 269

9.2.1　畸变失效 269

9.2.2　断裂失效 271

9.2.3　磨损失效 272

9.2.4　腐蚀失效 273

9.3　机械零件选材原则 274

9.3.1　使用性能原则 274

9.3.2　工艺性能原则 276

9.3.3　经济性原则 278

思考与练习 279

第10章 典型工件的选材及工艺路线设计 280

10.1　齿轮选材 280

10.1.1 齿轮的工作条件、失效形式及其对材料性能的要求 280

10.1.2　齿轮类零件的选材 281

10.1.3　典型齿轮选材举例 281

10.2　轴类零件选材 285

10.2.1　轴类零件的工作条件 285

10.2.2　轴类零件的失效方式 285

10.2.3　轴类零件的性能要求 285

10.2.4　轴类零件材料及选材方法 285

10.2.5　典型轴的选材举例 287

10.3　弹簧选材 290

10.3.1 弹簧的工作条件、失效形式及其对材料性能的要求 291

10.3.2　弹簧的选材 291

10.3.3　典型弹簧选材举例 293

10.4　刃具选材 294

10.4.1　刃具的工作条件、失效形式及对材料性能的要求 294

10.4.2　刃具的选材 295

10.4.3　典型刃具选材举例 295

思考与练习 297

第11章　工程材料的应用 298

11.1　机床用材 298

11.1.1　机身、底座用材 298

11.1.2　齿轮用材 299

11.1.3　轴类零件用材 300

11.1.4　螺纹联接件用材 300

11.1.5　螺旋传动件用材 301

11.1.6　蜗轮传动用材 301

11.1.7　轴承材料 301

11.1.8　滚动轴承用材 303

11.1.9　机床其他零件用材 303

11.2　仪器仪表用材 305

11.2.1　壳体材料 305

11.2.2　轴类零件用材 305

11.2.3 凸轮用材 305

11.2.4　齿轮用材 306

11.2.5　蜗轮、蜗杆用材 306

11.3　热能设备用材 306

11.3.1　锅炉主要设备用钢 307

11.3.2　汽轮机主要零部件用钢 308

11.4　汽车用材 311

11.4.1　汽车用金属材料 311

11.4.2　汽车用塑料 317

11.4.3　汽车用橡胶 319

11.4.4　汽车用陶瓷材料 319

11.5　航空航天器用材 321

11.5.1　中碳调质钢 321

11.5.2 高合金耐热钢 322

11.5.3 高温合金 322

11.5.4　镍基耐蚀合金 323

11.5.5　铝及其合金 323

11.5.6　镁合金 324

11.5.7　钛及其合金 324

11.5.8　钨、钼、铌及其合金 324

11.5.9　复合材料 324

11.6　化工设备用材 325

11.6.1　合金钢 325

11.6.2　有色金属及其合金 328

11.6.3　非金属材料 329

附录 330

附录1 国内外常用钢钢号对照表 330

附录2 工程材料常用词汇表 337

参考文献 342