工程材料及成型基礎

內容簡介

工程材料及成型基礎(工程材料及機械製造基礎精品課程系列教材普通高等教育十二五規劃教材)

全書共分十一章，主要內容有：金屬材料結構、純金屬的結晶、二元合金與鐵碳合金相圖、金屬的塑性變形與再結晶、材料中的擴散、鋼的熱處理、金屬工程材料、非金屬工程材料、鑄造、鍛壓、焊接。根據教學需要，在附錄中安排了相應實驗內容，以利於學生掌握相關基本概念和理論。

本書可作為材料成型、金屬材料、冶金類、機械類等相關專業本科生的教學用書，也可供相關領域的工程技術人員參考。

目錄

緒論1

01材料與人類文明史1

02材料學、工程材料學與工程材料2

021按材料的化學組成分類2

022按材料的使用性能分類3

第1章金屬材料結構4

11金屬的晶體結構4

111晶體的基本概念4

112金屬中三種典型的晶體結構8

12實際金屬的晶體結構10

121單晶體與多晶體10

122實際金屬的晶體缺陷10

思考與練習15

第2章純金屬的結晶16

21純金屬的結晶現象16

211純金屬結晶的巨觀現象16

212純金屬結晶的微觀現象17

22金屬結晶的條件18

221金屬結晶的熱力學條件18

222金屬結晶的結構條件19

23晶核的形成和長大19

231晶核的形成19

232晶核的長大22

233晶粒大小的控制27

思考與練習28

第3章二元合金與鐵碳合金相圖30

31合金的相結構30

311固溶體31

312中間相32

32二元合金相圖與結晶34

321相圖的基本知識34

322二元相圖的基本類型37

323合金的性能與相圖的關係49

33鐵碳合金相圖50

331鐵碳合金中的基本相51

332鐵碳合金相圖分析52

333碳含量與鐵碳合金組織和性能之間的關係57

思考與練習59

第4章金屬的塑性變形與再結晶60

41金屬的塑性變形60

411彈性變形與塑性變形的微觀機理61

412單晶體的塑性變形方式62

413多晶體的塑性變形63

42冷塑性變形對金屬組織和性能的影響64

421冷塑性變形對金屬組織的影響64

422冷塑性變形對金屬性能的影響65

423內應力與冷塑性變形66

43形變金屬的回覆與再結晶67

431回復68

432再結晶68

433晶粒長大69

434影響再結晶晶粒大小的因素69

44金屬的熱加工71

441金屬熱加工與冷加工的比較71

442熱加工對金屬組織和性能的影響71

思考與練習73

第5章材料中的擴散74

51擴散定律及其套用74

511擴散定律74

512擴散方程在生產中的套用舉例76

52擴散機制78

521擴散機制類型78

522擴散係數79

53影響擴散的因素80

531溫度81

532固溶體類型81

533晶體結構81

534濃度81

535合金元素82

536短路擴散82

54反應擴散82

思考與練習83

第6章鋼的熱處理84

61熱處理概述84

611熱處理的作用84

612熱處理的基本類型85

613鋼的固態轉變及轉變臨界溫度85

62鋼的熱處理原理86

621鋼在加熱時的轉變86

622鋼在冷卻時的轉變90

63鋼的熱處理工藝97

631鋼的退火和正火97

632鋼的淬火100

633鋼的回火105

64鋼的表面熱處理107

641鋼的表面淬火107

642化學熱處理109

65鋼的其他熱處理工藝110

651鋼的形變熱處理110

652鋼的時效處理111

思考與練習113

第7章金屬工程材料11571工業用鋼115

711碳素鋼116

712合金鋼120

72鑄鐵131

721鑄鐵的石墨化與分類131

722常用鑄鐵132

723合金鑄鐵136

73有色金屬及合金137

731鋁及鋁合金137

732銅及銅合金140

733鈦及鈦合金143

734鎂及鎂合金144

思考與練習146

第8章非金屬工程材料14781聚合物材料147

811塑膠147

812橡膠152

82無機非金屬工程材料155

821陶瓷155

822玻璃159

823矽酸鹽水泥162

83複合材料164

831複合材料的概念164

832複合材料的分類164

833複合材料的性能165

834複合材料的成型方法165

835複合材料的套用165

836複合材料的發展166

思考與練習167

第9章鑄造168

91鑄造工藝基本原理169

911液態合金的充型能力169

912合金的收縮171

92鑄造成型方法174

921砂型鑄造174

922特種鑄造177

923鑄造方法的選擇181

93鑄件的結構設計181

931鑄造工藝對鑄件結構的要求181

932合金鑄造性能對鑄件結構的要求182

思考與練習183

第10章鍛壓184

101鍛壓工藝基礎185

1011鍛壓的基本成型方法185

1012坯料的加熱和鍛件的冷卻185

102常用鍛造方法188

1021自由鍛188

1022模鍛192

103板料衝壓195

1031板料衝壓的基本工序196

1032沖床198

1033沖模199

思考與練習200

第11章焊接201

111焊接理論基礎202

1111焊接電弧202

1112焊接的化學冶金過程202

1113焊接接頭的組織和性能204

112焊接成型方法205

1121熔化焊205

1122壓力焊213

1123釺焊216

113金屬材料的焊接217

1131金屬材料的焊接性217

1132常用金屬材料的焊接218

114焊接結構工藝性222

1141焊接應力和變形222

1142焊接接頭的設計225

1143焊接缺陷227

1144焊接檢驗229

115現代焊接技術新進展230

思考與練習232

附錄實驗233

實驗一金相試樣製備及金相顯微鏡的使用233

實驗二鐵碳合金平衡組織觀察237

實驗三碳鋼的熱處理工藝、組織觀察及硬度測定238

實驗四常用金屬材料組織觀察240

參考文獻242