本書著重介紹了各類工程材料的組織結構、熱加工工藝及性能特點和應用范圍,書中精簡了深奧的理論和煩冗的工藝細節(jié),保留了必要的原理和工藝技術等內(nèi)容,目的是幫助讀者掌握必要的工程材料及熱加工基礎知識和有關的基本理論。全書共分8個項目、22個任務,主要內(nèi)容包括:認識和了解金屬材料,常用金屬材料的性能測試,鐵碳合金組織觀察,金屬材料的常規(guī)熱處理,金屬材料的選用,認識常用的非金屬材料,認識功能材料和高分子材料,認識復合材料。本書介紹的工程材料知識比較全面、難度較低、深度合適,并力爭做到理論和工程實例相結合,圖文并茂、深入淺出。
本書可作為高等院校機械電子工程類、工業(yè)設計類、材料科學與工程類等專業(yè)的教材,也可供相關專業(yè)的工程技術人員參考。
“工程材料”課程是高等院校機械制造類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。“工程材料”課程的任務是從機械工程應用的角度出發(fā),闡明機械工程材料的基本理論,介紹材料的成分、加工工藝、組織、結構與性能之間的關系,以及常用機械工程材料及其應用等基本知識;目的是使學生通過學習,在掌握機械工程材料的基本理論及基本知識的基礎上,具備根據(jù)機械零件使用條件和性能要求,對結構零件進行合理選材及制定零件工藝路線的初步能力。能源、材料和信息是現(xiàn)代社會和現(xiàn)代科學技術的三大支柱,學習并掌握工程材料的基本知識,對于高等院校機械類專業(yè)的學生是十分必要的。
本書根據(jù)高等院校機械工程材料教學大綱和教學要求編寫。編寫過程中,編者力求體系更科學合理,內(nèi)容更豐富新穎,盡量做到理論性強、條理性強、概念清晰、語言簡潔,注重理論聯(lián)系實際,選用素材多,實例豐富。本書由兩部分內(nèi)容組成。第一部分為金屬材料基本理論,由項目一至項目五組成,闡述了金屬材料學的基本概念和基本理論,其內(nèi)容為工程材料的結構、組織和性能及其相互之間的關系和應用,金屬材料組織與性能的影響因素和規(guī)律。第二部分為常用非金屬材料、功能材料、高分子材料和復合材料的基礎知識,包括項目六至項目八。
本書中介紹的材料牌號采用了最新的國家標準?紤]到部分讀者對材料新牌號可能還不熟悉,因此保留了部分材料的舊牌號,文中用括號標明。例如不銹鋼牌號20Cr13(2Cr13)、鋁合金牌號5A05(LF5),其中20Cr13、5A05為新牌號,2Cr13、LF5為舊牌號。
本書由貴州裝備制造職業(yè)學院楊長友、王海軍、陸德光及貴州工商職業(yè)學院羅秀蓮編寫。其中:項目一、三、四、七由楊長友編寫,項目二由陸德光編寫,項目五、八由羅秀蓮編寫,項目六由王海軍編寫,全書由楊長友統(tǒng)稿。
本書編寫中引用了有關材料牌號方面的最新國家標準,參考了部分國內(nèi)外有關教材、科技著作及論文,在此特向有關著作者致以深切的謝意。
由于編者水平有限,書中難免有不妥之處,敬請讀者批評指正。
編 者
2021年12月
緒論 1
項目一 認識和了解金屬材料 4
任務1.1 認識和了解鋼材料 4
任務1.2 了解鑄鐵的種類及應用 14
任務1.3 了解常用合金的種類及應用 20
項目二 常用金屬材料的性能測試 35
任務2.1 金屬拉伸試驗 35
任務2.2 金屬硬度試驗 45
任務2.3 金屬沖擊試驗 53
項目三 鐵碳合金組織觀察 58
任務3.1 剖析金屬的晶體結構 58
任務3.2 鐵碳合金相圖分析 68
項目四 金屬材料的常規(guī)熱處理 79
任務4.1 鋼熱處理試驗 79
任務4.2 高頻感應淬火試驗 91
任務4.3 發(fā)藍試驗 100
項目五 金屬材料的選用 110
任務5.1 材料的失效分析 110
任務5.2 材料選用的原則與方法 116
任務5.3 典型零件的選材 128
項目六 認識常用的非金屬材料 149
任務6.1 認識陶瓷 149
任務6.2 認識塑料 157
任務6.3 了解橡膠 169
任務6.4 認識玻璃 176
項目七 認識功能材料和高分子材料 182
任務7.1 認識功能材料 182
任務7.2 認識高分子材料 186
項目八 認識復合材料 196
任務8.1 了解復合材料 196
任務8.2 復合材料的設計 201
參考文獻 210