工程材料及应用 第3版PDF电子书下载

绪论 1

第1章 材料的原子结合方式及性能 5

1.1 固态物质的原子结合键 5

1.1.1 晶体与非晶体 5

1.1.2 原子间的结合能 6

1.1.3 原子结合键的类型 6

1.2 工程材料的分类 9

1.3 材料的性能 11

1.3.1 力学性能 12

1.3.2 物理化学性能 24

1.3.3 工艺性能 26

思考与练习题 27

第2章 材料的晶体结构 28

2.1 晶体结构基本知识 28

2.1.1 基本概念 28

2.1.2 纯金属的晶体结构 32

2.1.3 立方晶系中的晶向与晶面 35

2.2 实际金属晶体结构的特点 38

2.2.1 多晶体结构 38

2.2.2 晶体中的缺陷 39

思考与练习题 42

第3章 材料的凝固与相图 43

3.1 凝固的基本知识 43

3.2 纯金属的结晶 44

3.2.1 结晶时的过冷现象 44

3.2.2 结晶的条件 44

3.2.3 结晶的过程 46

3.2.4 结晶后的晶粒大小 47

3.3 合金的结晶 50

3.3.1 合金的相结构及性能 50

3.3.2 合金相图的建立 54

3.3.3 二元合金相图与结晶分析 56

3.3.4 合金性能在相图上的反映 63

思考与练习题 66

第4章 铁碳合金 67

4.1 铁碳合金系相图 67

4.1.1 铁碳合金系组元的特性 67

4.1.2 铁碳双重相图 69

4.1.3 Fe-Fe3C相图的特征 70

4.2 铁碳合金平衡结晶过程分析 73

4.2.1 铁碳合金的分类 73

4.2.2 钢和白口铸铁的平衡结晶过程 74

4.3 碳对铁碳合金的影响 82

4.3.1 碳对室温平衡组织的影响 82

4.3.2 碳对力学性能的影响 83

4.4 非合金钢 85

4.4.1 钢铁材料的生产过程 85

4.4.2 钢锭的组织及缺陷 86

4.4.3 非合金钢的分类 87

4.4.4 非合金钢的牌号及应用 88

4.5 铸铁 93

4.5.1 铸铁的石墨化过程及组织 94

4.5.2 影响铸铁石墨化的因素 95

4.5.3 铸铁的分类 96

4.5.4 铸铁的特点及应用 97

思考与练习题 105

第5章 钢铁热处理 107

5.1 概述 107

5.2 钢在加热时的组织转变 108

5.2.1 奥氏体的形成过程及其影响因素 108

5.2.2 奥氏体晶粒度及其影响因素 110

5.3 钢在冷却时的组织转变 112

5.3.1 过冷奥氏体的等温冷却转变图 112

5.3.2 过冷奥氏体的连续冷却转变图 119

5.3.3 TTT图与CCT图的比较 120

5.4 钢的整体热处理 121

5.4.1 退火 121

5.4.2 正火 123

5.4.3 淬火 123

5.4.4 回火 128

5.4.5 钢的淬透性与淬硬性 132

5.5 钢的表面热处理 134

5.5.1 感应加热表面淬火 135

5.5.2 火焰加热表面淬火 137

5.5.3 高能束表面加热淬火 138

5.6 钢的化学热处理 140

5.6.1 渗碳 141

5.6.2 渗氮和碳氮共渗 144

5.6.3 常规表面热处理与化学热处理工艺的比较 145

5.6.4 气相沉积表面处理 146

5.7 铸铁的热处理 148

5.7.1 灰铸铁的热处理 149

5.7.2 球墨铸铁的热处理 149

5.8 热处理与机械零件设计制造的关系 151

5.8.1 热处理的要求 151

5.8.2 热处理技术条件的标注 152

思考与练习题 157

第6章 金属材料的塑性变形 159

6.1 单晶体金属的塑性变形 159

6.1.1 滑移变形 159

6.1.2 滑移与位错运动 161

6.2 多晶体金属的塑性变形 164

6.2.1 多晶体塑性变形的特点 164

6.2.2 塑性变形对金属的影响 165

6.3 变形后金属的加热变化 167

6.3.1 回复 167

6.3.2 再结晶 168

6.3.3 晶粒长大 169

6.4 金属的热塑性变形 170

6.4.1 热加工与冷加工的区分 170

6.4.2 热加工对金属组织与性能的影响 171

6.5 钢的强度和韧性的优化 171

6.5.1 金属的强度与塑性、韧性的关系 171

6.5.2 金属材料的强韧化 173

思考与练习题 176

第7章 合金钢 177

7.1 合金钢基本知识 177

7.1.1 合金钢的分类 178

7.1.2 合金钢的编号 178

7.1.3 合金元素在钢中的作用 181

7.2 结构钢 185

7.2.1 工程结构用合金钢 185

7.2.2 机械结构用合金钢 186

7.3 轴承钢 200

7.3.1 轴和轴承 200

7.3.2 轴承钢的分类 201

7.4 合金工具钢 205

7.4.1 刃具钢 205

7.4.2 模具钢 207

7.4.3 量具钢 214

7.5 高速钢 215

7.6 不锈、耐蚀钢和耐热钢 219

7.6.1 不锈、耐蚀钢 220

7.6.2 耐热钢 225

7.7 其他特殊用途金属 229

思考与练习题 233

第8章 非铁金属材料 235

8.1 铝及铝合金 235

8.1.1 纯铝 235

8.1.2 铝合金 236

8.2 铜及铜合金 247

8.2.1 纯铜 247

8.2.2 铜合金 248

8.3 钛及钛合金 253

8.3.1 纯钛 253

8.3.2 钛合金 255

8.4 铸造轴承合金 258

思考与练习题 262

第9章 其他工程材料 263

9.1 高分子材料 263

9.1.1 基本概念 263

9.1.3 高聚物的三种物理状态 270

9.1.4 高聚物的性能 271

9.1.5 工程高分子材料 273

9.2 陶瓷材料 282

9.2.1 基本概念 282

9.2.2 陶瓷材料的组织与结构 283

9.2.3 陶瓷材料的性能及应用 287

9.2.4 工程陶瓷简介 290

9.3 复合材料 292

9.3.1 基本概念 292

9.3.2 复合材料的增强原理 295

9.3.3 复合材料的应用 297

思考与练习题 301

第10章 机械设计中的选材与材质分析 303

10.1 机械设计与选材的关系 303

10.1.1 机械产品的设计 303

10.1.2 机械产品的失效 304

10.1.3 选材的思路与程序 306

10.2 选材的典型实例分析 308

10.2.1 工程材料的使用概况 308

10.2.2 轴类零件的用材选择 308

10.2.3 齿轮类零件的用材选择 311

10.2.4 发动机主要构件的用材选择 312

10.2.5 壳体类零件的用材选择 313

10.2.6 汽车及动力装置的用材选择 314

10.2.7 建筑工程的用材选择 316

10.3 工程构件失效案例 318

10.3.1 大型工程的失效 318

10.3.2 机械零件的失效 318

10.4 显微分析仪器和试样 320

10.4.1 金相显微镜 320

10.4.2 显微分析试样的制备 322

10.5 铁碳合金平衡组织鉴别实验 323

10.6 碳钢热处理后的基本组织鉴别实验 325

10.7 钢中的显微组织缺陷鉴别实验 327

思考与练习题 331

参考文献 332

附录 334