[正版新书] 工程材料 曹芳 清华大学出版社 工程材料高等学校教材

  本书是为了适应21世纪高等教育教学改革形势发展需要而编写的，以培养学生的理论结合实际和创新能力为核心，以工程材料为重点，介绍了金属材料及热处理的基础知识、常用的非金属材料，并着重介绍了机械零件选材与失效分析以及工程材料在生产的应用。全书共分为四篇12章，主要内容包括工程材料的性能、金属与合金的晶体结构及结晶、金属的塑性加工、钢的热处理、金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料、机械零件的失效与选材和工程材料的应用实例。

    本书可作为普通高等院校机械类或与机械类相关专业的教学用书及对应专业成人高等教育的教学用书,也可作为一般从事机械、船舶、车辆、动力、电力等装置设计、制造及质量控制方面的工程技术人员的参考用书。

曹芳，工学博士，副教授，硕士生导师，从教17年，讲授“工程材料”“材料学”“工业设计材料与工艺”等课程，作为副主编编写《工程材料及其应用》《机械制造技术基础》等教材，发表教研论文十余篇。科研方面主要从事金属材料多尺度力学行为及先进成形理论、流体传动与智能控制、车辆节能与智能汽车技术等方面研究，主持省部级项目4项，参与国家级项目5项，获山东省高等学校科学技术奖一项，发表SCI论文十余篇。

本书理论与实践密切结合，内容广泛新颖，除介绍工程材料和热处理的基础知识之外，还增加了工程材料应用的相关知识，引进了相关企业的先进工程案例，将理论与实践相结合，在兼顾知识完整性和系统性基础上进行结构重组，形成了目标明确、主线突出、分层实践的 “基础理论-加工工艺-常用工程材料-工程应用”知识框架，引入材料学研究热点内容，追踪融入本学科及交叉学术进展，使教材内容具备良好的科学性、前沿性和实用性。并对知识点配有数字化资源，读者可扫码观看。

在文字处理上，对各种知识点进行必要的理论叙述，文字简练，条理清楚，图文并茂，内容详细生动。对于每一个重要的知识点，书中采用问答或重点标注的方式予以提示，加强学生的关注度和提示记忆要点。每一章后都对本章的重点内容进行总结，还附有相应的复习思考题，以便复习与巩固所学知识。本书可作为普通高等院校机械类或与机械类相关专业的教学用书及对应专业成人高等教育的教学用书，也可作为一般从事机械、船舶、车辆、动力、电力等装置设计、制造及质量控制方面的工程技术人员的参考用书。

目录

绪论

0.1中华民族对材料发展的重大贡献

0.2工程材料的分类

0.2.1根据材料的物理化学属性分类

0.2.2根据性能要求分类

0.2.3根据材料使用时间分类

第1篇基本理论篇

第1章工程材料的性能

1.1金属材料的力学性能

1.1.1静载时金属材料的力学性能

1.1.2其他载荷作用下金属材料的力学性能

1.1.3金属材料的高、低温力学性能

1.2材料的物理、化学及工艺性能

1.2.1材料的物理性能

1.2.2材料的化学性能

1.2.3材料的工艺性能

1.3材料的结合方式及键性

1.3.1材料的结合方式

1.3.2工程材料的键性

1.4材料测试分析技术

1.4.1显微镜

1.4.2电子探针

1.4.3X射线衍射分析

1.4.4热分析

本章小结

习题与思考题

第2章金属与合金的晶体结构

2.1金属的理想晶体结构

2.1.1晶体和非晶体

2.1.2晶格、晶胞与晶格常数

2.1.3金属中常见的晶格

2.1.4晶面和晶向

2.2金属的实际晶体结构

2.2.1点缺陷——空位和间隙原子

2.2.2线缺陷——位错

2.2.3面缺陷——晶界和亚晶界

2.3合金的晶体结构

2.3.1基本概念

2.3.2合金的相结构

2.4合金的组织

本章小结

习题与思考题

第2篇加工工艺篇

第3章金属与合金的结晶

3.1纯金属的结晶

3.1.1纯金属的冷却曲线

3.1.2纯金属的结晶过程

3.1.3晶粒大小

3.1.4金属的同素异构转变

3.2合金的结晶

3.2.1二元合金相图的基本知识

3.2.2二元匀晶相图

3.2.3二元共晶相图

3.2.4合金性能与相图的关系

3.3铁碳合金相图

3.3.1铁碳合金的基本相

3.3.2铁渗碳体相图分析

3.3.3典型铁碳合金的结晶过程及其组织

3.3.4铁碳合金的成分、组织和性能间的关系

本章小结

习题与思考题

第4章钢的热处理

4.1钢在加热时的转变

4.1.1转变温度

4.1.2奥氏体的形成过程

4.1.3奥氏体晶粒的长大及其控制

4.2钢在冷却时的转变

4.2.1等温冷却转变

4.2.2连续冷却转变

4.3钢的普通热处理

4.3.1退火与正火

4.3.2淬火与回火

4.3.3钢的淬透性和淬硬性

4.4钢的表面热处理

4.4.1表面淬火

4.4.2化学热处理

4.5钢的表面改性技术

4.5.1激光加热表面淬火

4.5.2气相沉积

4.6热处理工序位置的安排

4.6.1预先热处理的工序位置

4.6.2最终热处理的工序位置

4.7热处理新技术及新工艺

4.7.1可控气氛热处理

4.7.2真空热处理

4.7.3形变热处理

4.7.4热处理CAD技术

本章小结

习题与思考题

第5章金属的塑性加工

5.1金属的塑性变形

5.1.1单晶体的塑性变形

5.1.2多晶体的塑性变形

5.2冷塑性变形后金属的组织和性能

5.2.1金属组织的变化

5.2.2金属性能的变化

5.2.3产生残余应力

5.3冷变形金属在加热时的变化

5.3.1回复

5.3.2再结晶

5.3.3晶粒长大

5.4金属的冷加工与热加工

5.4.1冷变形加工和热变形加工

5.4.2热变形加工对金属组织与性能的影响

5.5塑性加工方法

本章小结

习题与思考题

第3篇工程材料篇

第6章钢

6.1钢的分类与编号

6.1.1钢的分类

6.1.2钢的编号

6.1.3钢铁及合金牌号统一数字代号体系

6.2钢中常存杂质与合金元素

6.2.1钢中常存杂质元素及其对钢的性能的影响

6.2.2合金元素在钢中的主要作用

6.3结构钢

6.3.1碳素结构钢

6.3.2优质碳素结构钢

6.3.3低合金高强度结构钢

6.3.4渗碳钢

6.3.5调质钢

6.3.6弹簧钢

6.3.7滚动轴承钢

6.3.8易切削钢

6.3.9超高强度钢

6.4工具钢

6.4.1非合金工具钢

6.4.2量具刃具用钢

6.4.3冷作模具用钢

6.4.4热作模具用钢

6.4.5高速工具钢

6.5特殊性能钢

6.5.1不锈钢

6.5.2耐热钢

6.5.3高温合金

6.5.4耐磨钢

本章小结

习题与思考题

第7章铸铁

7.1铸铁的石墨化

7.1.1碳在铸铁中的存在形式

7.1.2铸铁的石墨化过程

7.1.3影响石墨化的因素

7.2灰铸铁

7.2.1灰铸铁的化学成分和组织

7.2.2灰铸铁的性能

7.2.3灰铸铁的孕育处理

7.2.4灰铸铁的热处理

7.2.5灰铸铁的牌号及用途

7.3球墨铸铁

7.3.1球墨铸铁的化学成分和组织

7.3.2球墨铸铁的性能

7.3.3球墨铸铁的热处理

7.3.4球墨铸铁的牌号及用途

7.4蠕墨铸铁

7.4.1蠕墨铸铁的化学成分和组织

7.4.2蠕墨铸铁的性能及应用

7.4.3蠕墨铸铁的牌号

7.5可锻铸铁

7.5.1可锻铸铁的化学成分和组织

7.5.2可锻铸铁的性能及应用

7.5.3可锻铸铁的牌号

本章小结

习题与思考题

第8章有色金属及其合金

8.1铝及铝合金

8.1.1纯铝

8.1.2铝合金的分类及时效强化

8.1.3变形铝合金

8.1.4铸造铝合金

8.2铜及铜合金

8.2.1黄铜

8.2.2青铜

8.2.3白铜

8.3镁及镁合金

8.3.1镁合金的分类

8.3.2镁与镁合金的化学性能和力学性能

8.4钛及钛合金

8.4.1纯钛

8.4.2钛合金

8.4.3钛和钛合金的应用领域

8.5其他有色金属及其合金

8.5.1镍与镍合金

8.5.2锌与锌合金

8.5.3铀与铀合金

本章小结

习题与思考题

第9章高分子材料、陶瓷材料及复合材料

9.1高分子材料

9.1.1分子结构和物理状态

9.1.2成型过程中的物理化学变化

9.1.3高分子材料的分类

9.1.4常用的高分子材料

9.1.5橡胶与合成纤维

9.1.6胶黏剂和涂料

9.2陶瓷材料

9.2.1陶瓷的性能

9.2.2陶瓷的分类及应用

9.2.3常用陶瓷材料

9.3复合材料

9.3.1复合材料的性能

9.3.2复合材料的分类及应用

9.3.3复合材料的增强机制

本章小结

习题与思考题

第10章新型及特种用途材料

10.1纳米材料

10.1.1纳米材料概述

10.1.2纳米材料的性能

10.1.3纳米材料的应用

10.2非晶态合金

10.2.1非晶态合金概述

10.2.2非晶态合金的性能

10.2.3非晶态合金的应用

10.3功能材料

10.3.1功能材料概述

10.3.2功能材料的分类及应用

本章小结

习题与思考题

第4篇选材及应用篇

第11章机械零件的失效与选材

11.1机械零件的失效形式与分析

11.1.1零件的失效

11.1.2零件失效分析

11.2机械零件的材料选择

11.2.1选材的一般原则

11.2.2选材的步骤

11.3典型零件的选材及工艺路线设计

11.3.1轴类零件的选材

11.3.2齿轮类零件的选材

11.3.3连杆类零件的选材

11.3.4箱体类零件的选材

11.3.5弹簧类零件的选材

本章小结

习题与思考题

第12章工程材料应用实例

12.1汽车用材

12.1.1汽车用金属材料

12.1.2汽车用非金属材料

12.2机床用材

12.2.1机身、底座用材

12.2.2机床齿轮用材

12.2.3机床轴类零件用材

12.3仪器仪表用材

12.3.1壳体材料

12.3.2轴类零件材料

12.3.3凸轮与齿轮用材

12.4热能设备用材

12.4.1锅炉设备用钢

12.4.2汽轮机用钢

12.5化工设备用材

12.5.1化工设备用金属材料

12.5.2化工设备用非金属材料

12.6航空航天器用材

12.6.1中碳调质钢

12.6.2高合金耐热钢

12.6.3高温合金

12.6.4镍基耐蚀合金

12.6.5铝及其合金

12.6.6镁合金

12.6.7钛及钛合金

12.6.8钨、钼、铌及其合金

12.6.9复合材料

本章小结

习题与思考题

第13章实验

13.1金相显微镜使用及铁碳合金的显微组织观察

13.2硬度计使用及金属材料硬度试验

13.3碳钢的热处理

13.4综合实验

参考文献