本書系統(tǒng)介紹了機械設計制造工程人員必須具備的材料基本理論知識、工程材料性能強化方法、工程材料表面的改性工程以及以實例說明工程材料的選擇與應用等方面內(nèi)容。全書共分11章,內(nèi)容主要包括機械工程材料的分類及材料的重要性;工程材料的組織結(jié)構(gòu)與性能、鐵碳合金等基礎知識;工程材料性能及熱處理強化方法;機械工程中常用的鋼材、鑄鐵、有色金屬、粉末冶金材料、非金屬材料等基礎知識及其應用;機械工程材料表面的改性工程技術;典型零件、刀具材料的選擇與在汽車、機床、航空航天上的應用。本書為校企合作編著教材。
本書可供機械設計制造及其自動化、工程裝備與控制工程、車輛工程、材料成型及控制工程、化工機械、能源與動力工程、建筑環(huán)境與設備工程、飛行器制造工程等工科類專業(yè)本科及大專學生使用,本書也可供從事機械設計與制造的工程技術人員參考。
本書教學資源齊全,視頻、動畫等數(shù)字資源與紙質(zhì)教材內(nèi)容相配套,同時配有電子課件。
創(chuàng)新應用型數(shù)字交互規(guī)劃教材︱機械工程,是在上海市機械專業(yè)教學指導委員會和上海市機械工程學會先進制造技術專業(yè)委員會的牽頭、指導下,上?茖W技術出版社組織上海地區(qū)本科院校及一些國內(nèi)外大型名企等支持單位編寫而成的一套項目教材。項目紙質(zhì)教材特色包括:1.創(chuàng)新模式、多維教學;依托增強現(xiàn)實(AR)技術,盡可能多地融入數(shù)字資源內(nèi)容(如動畫、視頻、模型等)。2.行業(yè)融合、校企合作,教師、專家共同參與編寫,突出專業(yè)和應用實踐特色。3.優(yōu)化實踐環(huán)節(jié);植入企業(yè)的相關內(nèi)容和案例,確保教材在內(nèi)容上技術先進、工藝領先、案例新穎。4.每章開始,增設與國際工程教育認證接軌的學習成果達成要求,明確學生應達成的能力要求。該項目榮獲2017年上海市新聞出版專項資助。項目教材創(chuàng)新、數(shù)字交互、應用、規(guī)劃的特色,在同類書市場少見,并起到一定的引領作用。
《機械工程材料》作為系列教材之一,主要涉及機械設計制造工程人員必須具備的材料基本理論知識、工程材料性能強化方法、工程材料表面的改性工程以及以實例說明工程材料的選擇與應用等方面內(nèi)容。教材融入視頻、動畫等數(shù)字資源形式,為讀者和用戶帶來豐富有效的閱讀體驗。教材同時配有電子課件,在出版社網(wǎng)站發(fā)布、下載。
當前,我國經(jīng)濟正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)變時期,尤其是企業(yè)技術高新化,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向高技術產(chǎn)業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)移升級,要求企業(yè)工程技術人員具備比較全面的機械、材料、控制等方面的學科知識,其中工程材料知識是必須具備的基礎知識。因此,一本突出工程材料的基本性能、性能強化、表面改性及其典型應用的教材是非常需要的。
本書為校企合作編著教材,在編寫過程中注重工程背景、工程應用以及與工程機械設計制造等的有機聯(lián)系,強化了工程應用、工程材料表面改性新技術等方面的內(nèi)容,反映了工程材料的發(fā)展趨勢。書中實例多,便于應用;表格多,信息強;各章節(jié)內(nèi)容都有多處交互鏈接有關視頻、模擬動畫或彩圖等數(shù)字資源。
本書主要編者,既具有多年企業(yè)工程應用的經(jīng)歷又具有多年工科院校本科教學經(jīng)驗;既熟悉應用型本科教育教學的目標,又了解企業(yè)的工程技術需求和對人才工程應用能力的要求,還熟諳現(xiàn)有教材的優(yōu)缺點。所以,本書在編寫結(jié)構(gòu)上具有完整的工程材料知識體系,在內(nèi)容上較好地突出了工程應用性。同時,力求盡可能地把科學技術發(fā)展的新成果吸收進來,把工程實際應用情況反映到教材中。教材編寫按照現(xiàn)行的國家標準如GB/T2282010《金屬材料拉伸試驗第一部分:室溫試驗》、GB/T231.12009《金屬材料布氏硬度第一部分:試驗方法》、GB/T230.12009《金屬材料洛氏硬度試驗第一部分:試驗方法》、GB/T2292007《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》等完善相關知識內(nèi)容,符合最新規(guī)范表述。
本書可供機械設計制造及其自動化、工程裝備與控制工程、車輛工程、材料成型及控制工程、化工機械、能源與動力工程、建筑環(huán)境與設備工程、飛行器制造工程等工科類專業(yè)本科及大專學生使用,也可供從事機械設計與制造工作的工程技術人員參考。
本書由上海應用技術大學張而耕副教授擔任主編,上海應用技術大學吳艷云高級工程師擔任副主編。主要參與編寫人員均來自上海應用技術大學,具體如下:張而耕(第1章、第10章),吳艷云(第2章、第5章),鄭剛(第3章、第4章),侯懷書(第6章),付澤民(第7章、第8章),周瓊(第9章、第11章)。全書由上海高羅輸送裝備有限公司技術中心主任陸儉高級工程師、上海紫江集團韓明高級工程師、上海電氣集團上海鍋爐廠有限公司嚴禎榮教授級高級工程師擔任主審,他們不僅配合本書作者參與了部分小節(jié)的編寫,還對各章初稿提出了修改建議。
在本書的編寫過程中,我們得到許多大專院校和研究所教授專家、老師以及企業(yè)技術人員的指導與幫助,也參閱了不少近年來工程材料研究領域的文獻和網(wǎng)絡資源,在此表示衷心的感謝。本書如有錯誤和不妥之處,敬請指正。
編者
張而耕,上海應用技術大學機械工程學院表面工程研究所所長,副教授。工學博士,有博士后研究經(jīng)歷。專長學科為硬質(zhì)薄膜、材料的工程應用。其既具有多年企業(yè)工程的經(jīng)驗又具有工科院校多年本科教學的經(jīng)驗;既非常熟悉應用型本科教育教學的目標,同時還熟悉企業(yè)的工程技術需求和人才工程能力要求。
第1章緒論
1.1材料的作用和發(fā)展前景
1.2工程材料的分類及工程應用
1.3新材料的發(fā)展與展望
1.4本課程的目的、意義、內(nèi)容與要求
第2章工程材料的性能
2.1工程材料的靜載力學性能
2.2工程材料的動載力學性能
2.3工程材料的物理和化學性能
2.4工程材料的工藝性能
第3章工程材料的結(jié)構(gòu)
3.1晶體的基本知識
3.2金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶
3.3合金的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶
3.4非金屬材料的結(jié)構(gòu)
第4章鐵碳合金組織和相圖
4.1鐵碳合金中的相和組織
4.2鐵碳合金相圖
第5章鋼的熱處理
5.1鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變
5.2鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變
5.3鋼的整體熱處理
5.4鋼的表面熱處理
5.5熱處理新技術
第6章工業(yè)用鋼
6.1常見元素和雜質(zhì)對碳鋼性能的影響
6.2合金元素在鋼中的作用
6.3結(jié)構(gòu)鋼
6.4工具鋼
6.5特殊性能鋼
第7章鑄鐵
7.1鑄鐵的石墨化
7.2鑄鐵的分類
第8章有色金屬及粉末冶金材料
8.1鋁及鋁合金
8.2銅及銅合金
8.3鈦及鈦合金
8.4鎂及鎂合金
8.5鋅及鋅合金
8.6粉末冶金材料
第9章非金屬工程材料
9.1高分子材料
9.2陶瓷材料
9.3復合材料
第10章材料表面的改性
10.1材料表面改性的意義、分類及應用
10.2物理氣相沉積涂層技術
10.3化學氣相沉積涂層技術
10.4熱噴涂技術
10.5表面熔覆合金化技術
10.6離子氮化技術
10.7TD處理技術
第11章工程材料的選擇與應用
11.1工程材料在機械零部件上的應用
11.2工程材料在刀具上的應用
11.3工程材料在汽車上的應用
11.4工程材料在航空航天上的應用
符號表
參考文獻