工程材料本書根據教育部《普通高等學校工程材料及機械制造基礎系列課程教學基本要求》，在總結近年來工程材料理論教學經驗的基礎上編寫而成。本書充分考慮了普通高等院校理工科專業(yè)的特點，對課程內容和體系進行了精心的選取和編排，力求語言簡潔、通俗易懂、重點突出、實用性強，充分體現了應用型本科人才培養(yǎng)的特點。本書比較系統(tǒng)地介紹了機械制造生產中所涉及的工程材料，同時也介紹了有關新材料、新工藝、新技術及其發(fā)展趨勢。全書由五個部分組成，部分為緒論，簡要介紹了材料的發(fā)展歷史、工程材料的分類、工程材料與機械工程、工程材料的課程任務與內容；第二部分由第1章至第4章組成，介紹了材料的力學性能、材料的結構、材料相變基礎、金屬的塑性變形與再結晶。第三部分由第5章到第6章組成，介紹了常見金屬材料（合金鋼和鑄鐵）的熱處理和改性技術，以及工程用金屬材料。第四部分由第7章組成，介紹了非金屬材料及其他新型材料，主要包括高分子材料、陶瓷材料和復合材料的成分、組織和性能及應用方面的知識。第五部分為工程材料的應用部分，由第8章組成，介紹了機械零件失效、選材方面的知識，以及工程材料在機械、汽車、機床等領域的應用情況。本書內容充實，結構合理，適應性廣，有較大的選擇余地，可滿足不同專業(yè)、不同課時教學的要求。書中每章后均附有難度不等的習題與思考題，供不同層次學生選用。本書由武漢輕工大學機械工程學院材料成型及控制工程系教師教學團隊和武漢市農業(yè)科學院農業(yè)機械化研究所聯(lián)合編寫而成。在編寫過程中，本書參考并引用了一些已出版的教材（見參考文獻）和期刊資料中的相關內容，同時也得到了湖北省相關高校和單位的大力支持，在此，編者對所有被引用文獻的原作者以及所有付出辛勤勞動的人員表示誠摯的謝意。由于編者水平有限，書中錯誤與疏漏之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。
陳繼兵，男，1979年出生，副教授，工學博士，碩士研究生導師，機械工程學院材料成型及控制工程系主任。畢業(yè)于華中科技大學材料加工工程專業(yè)，主要從事3D打印（增材制造技術）、電子封裝技術、LED半導體照明可靠性等方向的研究工作。近年來，已在國內外期刊會議發(fā)表論文30余篇，其中被SCI、EI和ISTP三大索引收錄論文20余篇；多次參加國際電子封裝會議（ICEPT），并做大會報告，相關研究成果獲得發(fā)明專利7項，外觀設計專利2項；主持或參與湖北省自然科學基金、湖北省省教育廳科技計劃項目、廣東省科技廳及市級項目4項，并獲湖北省教育廳優(yōu)秀獎1項，并擔任《Soldering & Surface Mount Technology》和《Rapid Prototyping Journal》等雜志審稿人。[1]Jibing Chen*, Nong Wan, Juying Li, Zhanwen He, Study on the Polymer Material Infiltrating Metallic Parts by Selective Laser Sintering of 3D printing, Rapid Prototyping Journal[J]. 2018. 24（9）:1539-1543（SCI）.[2]Jibing Chen, Yanfang Yin, Jianping Ye, Yiping Wu. Investigation on fatigue behavior of single SnAgCu solder joint by rapid thermal cycling，Soldering & Surface Mount Technology[J], 2015,27(2):76-83（SCI）.[3]J.B. Chen, C. Li, Y.P. Wu. Study on rapid thermal cycling by inducted heating for microstructure of single SnAgCu solder joint, Science and Technology of Welding and Joining [J], 2012, 17(3): 237-243（SCI）.
第0章 緒論（1）
0.1 材料的發(fā)展歷史（1）
0.2 工程材料的分類（2）
0.2.1 金屬材料（2）
0.2.2 陶瓷材料（3）
0.2.3 高分子材料（3）
0.2.4 復合材料（3）
0.3 工程材料與機械工程（3）
0.4 工程材料的課程任務與內容（4）
習題與思考題（5）
第1章 材料的力學性能（6）
1.1 材料的靜載力學性能（6）
1.1.1 拉伸試驗（6）
1.1.2 彈性與剛度（7）
1.1.3 強度與塑性（8）
1.1.4 硬度（9）
1.2 材料的非靜載力學性能（12）
1.3 材料的斷裂韌度（14）
1.4 材料的高、低溫力學性能（15）
習題與思考題（16）
第2章 材料的結構（17）
2.1 金屬晶體結構（17）
2.1.1 晶體結構的基本概念（17）
2.1.2 典型的金屬晶體結構（18）
2.1.3 晶面指數和晶向指數（20）
2.1.4 晶體的各向異性（20）
2.1.5 實際金屬中的晶體結構（21）
2.2 合金的晶體結構（23）
2.2.1 基本概念（24）
2.2.2 合金的相結構（25）
2.3 非金屬材料的結構特點（26）
2.3.1 陶瓷材料的結構特點（26）
2.3.2 高分子材料的結構特點（28）
習題與思考題（29）
第3章 材料相變基礎（30）
3.1 純金屬的結晶（30）
3.1.1 純金屬結晶的條件（30）
3.1.2 純金屬的結晶過程（31）
3.1.3 結晶晶粒大小及控制（33）
3.1.4 金屬鑄錠（件）的組織與缺陷（33）
3.1.5 晶體的同素異構轉變（35）
3.2 二元合金相圖（36）
3.2.1 二元合金相圖的建立（36）
3.2.2 二元合金相圖的基本類型（36）
3.3 鐵碳合金相圖（45）
3.3.1 鐵碳合金的組元及基本相 （45）
3.3.2 相圖分析（46）
3.3.3 鐵碳合金的平衡結晶過程及組織（48）
3.3.4 含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響（54）
3.3.5 鐵碳相圖的應用（57）
習題與思考題（58）
第4章 金屬的塑性變形及再結晶（59）
4.1 金屬的塑性變形（59）
4.2 冷變形金屬在加熱時組織和性能的變化（67）
4.2.1 回復（68）
4.2.2 再結晶（68）
4.2.3 晶粒長大（69）
4.2.4 再結晶退火后的晶粒度（70）
4.2.5 金屬的冷加工（71）
4.2.6 金屬的熱加工（72）
4.2.7 熱加工與冷加工的區(qū)別（73）
4.2.8 強化材料的方法（74）
習題與思考題（75）
第5章 材料的熱處理及改性技術（77）
5.1 鋼的熱處理（77）
5.1.1 熱處理的實質、目的及應用范圍（77）
5.1.2 熱處理的分類及工藝曲線（77）
5.1.3 鋼在加熱時的組織轉變（78）
5.1.4 鋼在冷卻時的組織轉變（80）
5.2 鋼的普通熱處理（87）
5.2.1 退火和正火（87）
5.2.2 淬火（88）
5.2.3 回火（92）
5.3 鋼的表面熱處理（94）
5.3.1 感應加熱表面淬火（94）
5.3.2 火焰加熱表面熱處理（95）
5.3.3 激光加熱表面淬火（95）
5.4 鋼的化學熱處理（96）
5.4.1 滲碳（96）
5.4.2 滲氮（96）
5.4.3 碳氮共滲（97）
5.5 熱處理新技術簡介（97）
5.5.1 可控氣氛熱處理（97）
5.5.2 真空熱處理（98）
5.5.3 形變熱處理（98）
5.7 化學熱處理新技術（98）
5.8 鋼的表面強化處理（99）
5.8.1 鋼的表面形變強化（99）
5.8.2 鋼的表面覆層強化（99）
5.8.3 鑄鐵的改性處理（101）
5.8.4 鑄鐵的熱處理（101）
5.8.5 鑄鐵的合金化（102）
5.8.6 高聚物的改性強化（103）
習題與思考題（104）
第6章 工程用金屬材料（106）
6.1 工業(yè)用鋼（106）
6.1.1 鋼的分類（106）
6.1.2 非合金鋼（106）
6.1.3 低合金高強度結構鋼（111）
6.1.4 合金鋼（112）
6.2 鑄鐵（126）
6.2.1 鑄鐵的石墨化（126）
6.2.2 鑄鐵的分類（127）
6.2.3 常用鑄鐵（128）
6.3 非鐵金屬材料（135）
6.3.1 鋁及鋁合金（135）
6.3.2 銅及銅合金（139）
6.3.3 軸承合金（140）
6.3.4 粉末冶金材料（142）
習題與思考題（143）
第7章 非金屬材料及其他新型材料（145）
7.1 高分子材料（145）
7.2 常用高分子材料（148）
7.2.1 工程塑料（148）
7.2.2 橡膠（155）
7.2.3 合成纖維（159）
7.2.4 合成膠粘劑（160）
7.2.5 涂料（161）
7.2.6 功能高分子材料（162）
7.3 陶瓷材料（162）
7.3.1 陶瓷的分類（162）
7.3.2 陶瓷材料的性能特點（163）
7.3.3 常用工程陶瓷的種類、性能和用途（164）
7.4 復合材料（165）
7.4.1 復合強化原理（165）
7.4.2 復合材料的種類（166）
7.4.3 復合材料的性能特點（166）
7.4.4 復合材料的應用（166）
7.5 其他新型材料及其應用（168）
7.5.1 高溫合金（168）
7.5.2 形狀記憶合金（169）
7.5.3 非晶態(tài)材料（171）
7.5.4 超導材料（172）
7.5.5 納米材料（174）
習題與思考題（177）
第8章 工程材料的選用（178）
8.1 材料選用時要考慮的因素（178）
8.1.1 使用性能因素（178）
8.1.2 工藝性能因素（178）
8.1.3 經濟性因素（179）
8.1.4 環(huán)境因素（179）
8.2 材料的選用內容及方法（179）
8.2.1 材料的選用內容（179）
8.2.2 材料的選用方法（180）
8.3 典型零件的材料選用舉例（182）
8.3.1 金屬材料的選用舉例（182）
8.3.2 高分子材料的選用舉例（187）
習題與思考題（188）
附錄（189）
參考文獻（201）
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