机械工程材料 第2版PDF电子书下载

第1章 金属的晶体结构和结晶 1

1.1金属键、金属晶体和金属特性 1

1.1.1金属键 1

1.1.2金属晶体 2

1.1.3金属特性 2

1.2金属的晶体结构 3

1.2.1金属中常见的晶格类型 3

1.2.2晶胞中的原子数 5

1.2.3晶体的致密度 6

1.2.4晶体的配位数 6

1.2.5晶面和晶向 7

1.2.6晶体的各向异性 8

1.2.7金属晶体的特点 8

1.3金属的结晶 9

1.3.1液态金属的结构 9

1.3.2金属结晶的热力学条件 9

1.3.3金属结晶时的现象 10

1.3.4金属结晶的过程 10

1.4金属的实际晶体结构和缺陷 12

1.4.1金属的实际晶体结构——多晶体 12

1.4.2晶体的缺陷 13

1.5金属的铸锭和铸件 15

1.5.1金属铸锭组织 15

1.5.2金属铸件组织 17

习题 18

第2章 金属的塑性变形和再结晶 20

2.1金属的变形现象 20

2.1.1弹性变形 21

2.1.2塑性变形 21

2.2金属的塑性变形 21

2.2.1单晶体的塑性变形 22

2.2.2多晶体的塑性变形 26

2.3塑性变形对金属组织和性能的影响 27

2.3.1对金属结构和组织的影响 27

2.3.2对金属性能的影响 28

2.4变形金属在加热时组织和性能的变化 30

2.4.1回复 31

2.4.2再结晶 31

2.4.3二次再结晶——晶粒长大 32

2.4.4影响再结晶后晶粒大小的因素 33

2.5热加工 34

2.5.1热加工和冷加工的区别 35

2.5.2热加工对金属组织和性能的影响 35

习题 36

第3章 二元合金和相图 38

3.1合金及其种类 38

3.1.1固溶体 38

3.1.2金属化合物 40

3.2二元合金相图和杠杆定理 42

3.2.1二元合金相图的建立 43

3.2.2相图分析 43

3.2.3杠杆定理 44

3.3匀晶相图 45

3.3.1相图分析 45

3.3.2结晶过程分析 46

3.3.3晶内偏析及其消除 46

3.4共晶相图 47

3.4.1相图分析 47

3.4.2结晶过程分析 48

3.4.3相组成物和组织组成物 51

3.5包晶相图 52

3.5.1相图分析 52

3.5.2结晶过程分析 53

3.6具有共析转变的相图 53

3.7合金的性能和相图之间的关系 54

3.7.1合金的机械性能和相图的关系 54

3.7.2合金的铸造性能和相图的关系 55

习题 56

第4章 铁碳合金 57

4.1铁碳合金相图 57

4.1.1铁碳合金中的铁 58

4.1.2Fe-Fe3C相图中的相区 59

4.1.3Fe-Fe3C相图中的相线 60

4.2典型铁碳合金结晶过程的分析 61

4.2.1工业纯铁的结晶 62

4.2.2共析钢的结晶 64

4.2.3亚共析钢的结晶 65

4.2.4过共析钢的结晶 67

4.2.5共晶白口铸铁的结晶 69

4.2.6亚共晶白口铸铁的结晶 70

4.2.7过共晶白口铸铁的结晶 72

4.2.8碳对铁碳合金的组织和性能的影响 75

4.3Fe-Fe3C相图的应用 75

4.3.1在选用材料方面的应用 75

4.3.2在铸造工艺方面的应用 76

4.3.3在锻造工艺方面的应用 76

4.3.4在热处理工艺方面的应用 76

4.4碳钢 76

4.4.1碳钢中的常存杂质 77

4.4.2碳钢的分类、编号和用途 77

习题 82

第5章 钢的热处理 84

5.1钢的相变和临界点 84

5.2钢在加热时的转变 85

5.2.1P→A转变过程（A的形成） 85

5.2.2A晶粒的长大及其影响因素 86

5.3钢在等温冷却时的转变 88

5.3.1A等温转变图的建立 88

5.3.2A过等温转变过程和转变产物 89

5.3.3等温转变的温度、结构、组织和性能 92

5.3.4影响C曲线的因素 93

5.4钢在连续冷却时的转变 94

5.4.1冷却速度和转变产物 94

5.4.2临界冷却速度 95

5.4.3M转变的条件和过程 95

5.4.4M转变的特点 96

5.4.5M的结构和组织 96

5.4.6M的性能 98

5.5钢的退火和正火 98

5.5.1完全退火（重结晶退火） 98

5.5.2球化退火（不完全退火） 99

5.5.3去应力退火（低温退火） 99

5.5.4再结晶退火 99

5.5.5扩散退火（均匀化退火） 99

5.5.6正火 100

5.5.7正火和退火的选择 100

5.6钢的淬火 101

5.6.1淬火加热温度的选择 101

5.6.2冷却介质的确定 101

5.6.3淬火方法 103

5.6.4钢的淬硬性和淬透性 104

5.6.5影响工件实际淬硬层深度的因素 105

5.7淬火钢的回火 106

5.7.1回火时组织的变化 106

5.7.2回火时性能的变化 107

5.7.3回火的分类和应用 109

5.8钢的表面热处理 109

5.9钢的化学热处理 111

5.9.1渗碳 112

5.9.2渗氮（氮化） 114

习题 116

第6章 合金钢 118

6.1简述钢的合金化 118

6.1.1合金元素对钢中基本相的影响 118

6.1.2合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 120

6.1.3合金元素对钢热处理的影响 122

6.2合金结构钢 125

6.2.1工程结构钢 125

6.2.2机械结构钢 126

6.3合金工具钢 143

6.3.1刃具钢 143

6.3.2模具钢 152

6.3.3量具钢 154

6.4特殊性能钢 155

6.4.1不锈钢 155

6.4.2耐热钢 159

6.4.3耐磨钢 162

习题 163

第7章 铸铁 165

7.1铸铁的石墨化和分类 165

7.1.1铁碳合金的双重相图 165

7.1.2铸铁石墨化的条件 166

7.1.3影响石墨化的因素 167

7.1.4铸铁的分类 168

7.2灰口铸铁 169

7.2.1灰口铸铁的牌号和化学成分 169

7.2.2灰口铸铁的孕育处理 171

7.2.3灰口铸铁的热处理 171

7.2.4灰口铸铁的特性和用途 172

7.3球墨铸铁 172

7.3.1球墨铸铁的牌号和化学成分 172

7.3.2球化处理 174

7.3.3球墨铸铁的热处理 174

7.3.4球墨铸铁的特性和用途 175

7.4蠕墨铸铁 176

7.4.1蠕墨铸铁的牌号和化学成分 176

7.4.2蠕墨化处理 177

7.4.3蠕墨铸铁的性能特点和应用 178

7.5可锻铸铁 178

7.5.1可锻铸铁的牌号和化学成分 178

7.5.2可锻铸铁的石墨化退火 179

7.5.3可锻铸铁的特性和用途 180

7.6铸铁性能的特点 181

7.6.1铸造性能 181

7.6.2机械性能 181

7.6.3切削加工性 181

7.6.4减摩性 182

7.6.5消振性 182

7.6.6低的缺口敏感性 182

7.7特殊性能铸铁 182

7.7.1耐热铸铁 183

7.7.2耐磨铸铁 184

7.7.3耐蚀铸铁 186

习题 188

第8章 有色金属材料 189

8.1铝及其合金 189

8.1.1工业纯铝的主要特性及应用 189

8.1.2铝合金及其热处理 190

8.1.3常用铝合金 192

8.2铜及其合金 197

8.2.1纯铜 197

8.2.2黄铜 198

8.2.3青铜 202

8.3钛及其合金 207

8.3.1纯钛 207

8.3.2钛合金 208

8.4轴承合金 211

8.4.1锡基轴承合金 211

8.4.2铅基轴承合金 212

8.4.3铜基轴承合金 214

8.4.4铝基轴承合金 214

8.4.5粉末冶金含油轴承 215

习题 215

第9章 非金属材料 217

9.1高分子材料的基本知识 217

9.1.1高分子材料的概念 217

9.1.2高分子材料的组成 218

9.1.3高分子链的结构 219

9.1.4高分子链的形状 220

9.1.5高分子链的构型和构象 221

9.1.6高聚物的聚集态结构和性能 222

9.1.7高聚物的物理状态和性能 222

9.1.8高分子材料的化学反应 224

9.1.9高分子化合物性能的特点和加工 225

9.1.10高分子化合物的命名 226

9.2常用高分子材料 226

9.2.1塑料 226

9.2.2橡胶 230

9.3陶瓷材料 232

9.3.1陶瓷的成分和结构 233

9.3.2陶瓷的性能 234

9.3.3常用的陶瓷材料 235

9.4复合材料 236

9.4.1复合材料提高机械性能的概念 237

9.4.2复合材料的性能 237

9.4.3常用复合材料及应用 238

习题 242

第10章 纳米材料与技术应用概论 243

10.1引言 243

10.2纳米材料的基本理论 244

10.2.1小尺寸效应 244

10.2.2表面效应 244

10.2.3量子尺寸效应 245

10.2.4宏观量子隧道效应 245

10.3纳米材料的特异性能 245

10.3.1光学性能 246

10.3.2导电性质 246

10.3.3磁性能 247

10.3.4热性能 247

10.3.5化学和催化性能 247

10.4纳米材料的分类 248

10.4.1金属纳米材料 248

10.4.2氧化物纳米材料 248

10.4.3其他化合物纳米材料 248

10.4.4纳米抗菌除臭材料 249

10.4.5典型纳米粉体材料 249

10.5纳米新材料——C60和碳纳米管 251

10.5.1C60的结构和应用 251

10.5.2碳纳米管的结构和应用 253

10.6纳米金属 255

10.7纳米陶瓷 256

10.8纳米塑料 258

10.9纳米纤维 260

10.10纳米涂料 263

10.11纳米技术在环保领域中的应用 265

10.12纳米技术在生物医学中的应用 267

10.13纳米技术在电子信息方面的应用 269

10.13.1库仑阻塞效应与单电子晶体管 269

10.13.2巨磁电阻效应与信息存储器件 270

习题 271

第11章 表面技术简介 273

11.1固体材料表面的基础知识 274

11.1.1固体的清洁表面结构 274

11.1.2固体的实际表面结构 275

11.1.3固体表面的吸附 277

11.1.4固体表面的扩散 278

11.2电镀和化学镀 278

11.2.1电镀 278

11.2.2化学镀 284

11.3热喷涂 286

11.3.1火焰喷涂 287

11.3.2电弧喷涂 288

11.3.3等离子喷涂 289

11.4气相沉积技术 289

11.4.1物理气相沉积法 290

11.4.2化学气相沉积法 292

11.5高能束表面改性 293

11.5.1激光表面处理 294

11.5.2电子束表面处理 296

11.5.3离子束表面处理 297

习题 299

第12章 机械工程材料的选用 300

12.1选择材料的一般原则 300

12.1.1使用性能 300

12.1.2工艺性能 301

12.1.3经济性 302

12.2机械零件的失效 302

12.2.1零件失效的类型 303

12.2.2零件失效的原因 311

12.2.3零件失效的一般分析方法 311

12.3典型机械零件的选材 312

12.3.1轴类零件 312

12.3.2齿轮零件 320

习题 324

附录A常用钢种的临界温度 326

附录B硬度换算表 329

附录C硬质合金新旧标准对照 334

附录D变形铝和铝合金新旧牌号对照表 336

参考文献 337