機械工程材料

《機械工程材料》從工程應用角度出發，闡述了金屬材料的結構、組織、性能及其影響因素等基本理論和基本規律，介紹了常用黑色金屬和有色合金的特點及應用，討論了機械零件的失效及選材等內容。

本書共分8章。第1章介紹金屬材料的力學性能，第2章介紹合金的結構與相圖，第3章介紹金屬材料的熱處理，第4～7章分別介紹碳鋼、合金鋼、鑄鐵和有色金屬的特點及應用，第8章介紹了工程領域的選材原則及方法。《機械工程材料》可作為高等院校材料類專業、機械類專業的本科生教材，也可供相關科學研究和工程技術人員參考。

第1章 金屬材料的力學性能 1
1.1 強度 1
1.2 剛度 4
1.3 塑性 5
1.4 硬度 8
1.5 韌性 11
1.5.1 靜力韌性 11
1.5.2 衝擊韌性 12
1.5.3 斷裂韌性 14
1.6 疲勞強度 15
1.7 蠕變 20
1.8 摩擦磨損 22
1.8.1 常見磨損類型 23
1.8.2 提高耐磨性的措施 25
思考題 27

第2章 合金的結構與相圖 29
2.1 固態合金中的相結構 29
2.1.1 固溶體 30
2.1.2 化合物 31
2.2 相圖的建立 33
2.3 勻晶相圖 35
2.4 共晶相圖 36
2.4.1 簡單共晶相圖 36
2.4.2 一般共晶相圖 38
2.5 包晶相圖 40
2.6 共析相圖 41
2.7 形成穩定化合物的相圖 41
2.8 合金性能與相圖的關係 41
思考題 42

第3章 金屬材料的熱處理 43
3.1 熱處理發展史 44
3.1.1 熱處理發展階段 44
3.1.2 中國古代熱處理案例 44
3.2 鋼的熱處理 45
3.2.1 鋼在加熱時的轉變 45
3.2.2 鋼在冷卻時的轉變 47
3.2.3 鋼的普通熱處理工藝 54
3.2.4 鋼的表面熱處理 61
3.3 有色金屬的熱處理 63
3.3.1 鋁合金的熱處理 63
3.3.2 銅合金的熱處理 65
3.3.3 鎂合金的熱處理 66
3.3.4 鈦合金的熱處理 67
3.4 典型零件熱處理工藝 69
3.4.1 齒輪類零件 69
3.4.2 軸類零件 70
3.4.3 彈簧 72
3.4.4 飛機用零件 73
思考題 73

第4章 碳鋼 75
4.1 純鐵的同素異構轉變 75
4.2 鐵碳合金平衡態的相變 76
4.3 鋼的冶煉 80
4.3.1 煉鋼的基本原理 80
4.3.2 煉鋼方法 80
4.4 碳鋼中的元素 81
4.5 碳鋼的分類 83
4.6 碳鋼的牌號和用途 84
4.6.1 碳素結構鋼 84
4.6.2 優質碳素結構鋼 84
4.6.3 碳素工具鋼 85
思考題 86

第5章 合金鋼 87
5.1 合金元素對鋼性能和熱處理的影響 87
5.1.1 合金元素對鋼機械性能的影響 87
5.1.2 合金元素對鋼熱處理性能的影響 88
5.1.3 合金元素對鋼的物理、化學性能的影響 89
5.2 合金鋼的分類及編號 90
5.2.1 合金鋼的分類 90
5.2.2 合金鋼的編號 90
5.3 合金結構鋼 91
5.3.1 低合金結構鋼 91
5.3.2 易切削結構鋼 95
5.3.3 滲碳鋼 96
5.3.4 調質鋼 98
5.3.5 彈簧鋼 101
5.3.6 滾動軸承鋼 101
5.4 合金工具鋼 104
5.4.1 刃具鋼 104
5.4.2 模具鋼 107
5.4.3 量具鋼 108
5.5 特殊性能鋼 108
5.5.1 耐腐蝕鋼 109
5.5.2 低合金耐蝕鋼 115
5.5.3 耐熱鋼 118
5.5.4 耐磨鋼 122
5.6 超高強韌鋼 124
5.6.1 傳統超高強韌合金鋼 124
5.6.2 新型超高強度合金鋼 126
思考題 128

第6章 鑄鐵 129
6.1 鑄鐵中的石墨化過程 129
6.2 鑄鐵的熔煉 132
6.3 灰鑄鐵 132
6.3.1 組織 132
6.3.2 熱處理 133
6.4 可鍛鑄鐵 133
6.4.1 黑心可鍛鑄鐵 134
6.4.2 珠光體可鍛鑄鐵 134
6.4.3 白心可鍛鑄鐵 134
6.5 球墨鑄鐵 135
6.5.1 組織 136
6.5.2 熱處理 136
6.5.3 力學性能 140
6.5.4 物理性質 141
6.5.5 加工性能 143
6.5.6 應用 144
6.6 蠕墨鑄鐵 146
6.6.1 組織 146
6.6.2 性能 148
6.7 特殊性能鑄鐵 148
6.7.1 耐磨鑄鐵 149
6.7.2 耐熱鑄鐵 153
6.7.3 耐蝕鑄鐵 155
思考題 157

第7章 有色金屬 158
7.1 鋁及鋁合金 158
7.1.1 鋁合金的分類及熱處理 159
7.1.2 常用鋁合金 159
7.1.3 強化機理 161
7.1.4 鋁合金熱處理 164
7.1.5 變形鋁合金的疲勞和斷裂性能 172
7.2 銅及銅合金 173
7.2.1 黃銅 173
7.2.2 白銅 175
7.2.3 青銅 175
7.3 鈦及鈦合金 179
7.3.1 鈦中的常見雜質 179
7.3.2 鈦的合金化 180
7.3.3 鈦合金的機械性能 183
7.3.4 鈦合金的氧化防護 185
7.3.5 切削性能 187
7.4 鎂及鎂合金 187
7.4.1 鎂合金分類 188
7.4.2 鎂合金的織構 192
7.4.3 鎂合金拉壓屈服不對稱性 193
7.4.4 鎂合金的熱處理 193
7.4.5 耐蝕性能 195
7.4.6 鎂生物材料 196
7.5 軸承合金 199
7.5.1 錫基軸承合金 200
7.5.2 鉛基軸承合金 200
7.5.3 銅基軸承合金 200
7.6 鎳及鎳合金 200
7.6.1 鎳基高溫合金 201
7.6.2 鎳基耐蝕合金 201
思考題 202

第8章 工程材料的選用 204
8.1 零件失效分析 204
8.1.1 失效類型 204
8.1.2 失效原因 206
8.1.3 失效分析方法 206
8.2 選材原則及一般過程 207
8.2.1 選材原則 207
8.2.2 選材制約因素 211
8.2.3 選材的一般過程 212
8.3 材料性能與設計指標 213
8.4 材料選擇的經濟性考慮 214
8.5 零件製造工藝和設計選材 214
8.6 工程設計中常用的選材方法 218
8.6.1 經驗選材 218
8.6.2 半經驗選材 219
8.6.3 產品與製造資訊回饋選材 223
8.6.4 現代選材方法 224
思考題 227

參考文獻 228