工程材料性能與套用基礎

《工程材料性能與套用基礎》是2013年化學工業出版社出版的圖書，作者是李鎮江。

全書分8章，主要內容包括：工程材料的結構，性能，表征，測試，製備與成型，腐蝕與防護，失效與分析，以及設計與選材等內容。

本書可作為高等工科院校機械類、材料類各專業的教材和參考書，也可供機械及材料專業的工程技術人員參考。

基本介紹

• 中文名：工程材料性能與套用基礎
• 作者：李鎮江
• 出版時間：2013年8月
• 出版社：化學工業出版社
• 頁數：183 頁
• ISBN：978-7-122-17307-2
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝

內容簡介

《工程材料性能與套用基礎》是高等院校機械類及材料類專業的一門技術基礎課。課程的任務是從材料在工程中的套用角度出發，闡明工程材料的基本理論，了解材料的成分，加工工藝、組織、結構與性能之間的關係；介紹常用工程材料及其套用等基本知識。本課程的目的是使學生通過學習，在掌握工程材料基本理論及基本知識的基礎上，具備根據機械零件使用條件和性能要求，對結構零件進行合理選材並能安排出合理加工工藝的初步能力。

工程材料是機械工業的重要物質基礎。傳統機械工業所消耗的工程材料中，鋼材和有色金屬等金屬材料占50%左右，聚合物工程材料約占35%，無機非金屬材料約占5%，其他工程材料（如電工材料、儀表材料、膠接密封材料、潤滑油品、包裝材料和磨料等）占10%。另外，隨著科技的發展，複合材料所占的比重越來越大。如此眾多的工程材料通過各種製備和加工技術，將轉化為數以萬計的機械產品。這就必須根據機械設備零部件不同的服役條件，合理選用不同結構與性能的工程材料，進行測試與分析，加工或成型，最後製造出性能優異、價格合理的機械產品。

目錄

緒論1

0.1材料是人類社會進步的里程碑1

0.2材料科學的形成與內涵3

0.3工程材料4

第1章工程材料的結構6

1.1工程材料的鍵合6

1.1.1原子結構和周期表6

1.1.2離子鍵8

1.1.3共價鍵9

1.1.4分子10

1.1.5金屬鍵10

1.1.6弱鍵11

1.2工程材料的結構特徵11

1.2.1對稱性與對稱操作11

1.2.2對稱元素的組合13

1.2.3對稱破缺——無序與有序14

1.3工程材料的集合狀態18

1.3.1晶態18

1.3.2非晶態19

1.3.3液晶態23

思考題27

第2章工程材料的主要性能28

2.1物理性能28

2.1.1密度28

2.1.2熔點30

2.1.3磁性31

2.1.4導電性能33

2.1.5其他性質34

2.2力學性能36

2.2.1剛度36

2.2.2強度37

2.2.3硬度37

2.2.4塑性38

2.2.5韌性39

2.2.6疲勞及疲勞強度40

2.2.7黏彈性40

2.3耐久性41

2.3.1耐久性的概念41

2.3.2影響耐久性的主要因素42

2.3.3材料的腐蝕防治44

思考題47

第3章工程材料性能測試技術49

3.1破壞性測試49

3.1.1硬度測試49

3.1.2拉伸試驗51

3.1.3彎曲衝擊試驗52

3.1.4蠕變試驗53

3.1.5材料疲勞測試54

3.2非破壞性試驗55

3.2.1滲透探傷55

3.2.2磁粉探傷57

3.2.3射線探傷59

3.2.4超音波探傷63

思考題64

第4章工程材料常用的表征技術66

4.1掃描電子顯微鏡66

4.1.1電子束與固體樣品作用時產生的物理信號66

4.1.2掃描電子顯微鏡的工作原理及結構67

4.1.3掃描電子顯微鏡的主要性能指標70

4.2透射電子顯微鏡72

4.2.1透射電子顯微鏡的工作原理及結構72

4.2.2電子衍射基本公式75

4.3X射線微結構檢測75

4.3.1X射線的產生及其與物質的相互作用76

4.3.2X射線衍射物相分析方法79

思考題83

第5章工程材料製備與製品加工成型84

5.1金屬的冶金方法84

5.1.1火法冶金84

5.1.2濕法冶金85

5.1.3電冶金87

5.2聚合物的成型87

5.2.1塑膠製品的成型技術87

5.2.2橡膠製品的成型技術95

5.3陶瓷的成型100

5.3.1常用工業陶瓷100

5.3.2陶瓷的成型技術101

思考題103

第6章材料的腐蝕與防護104

6.1材料腐蝕的基本概念104

6.2電化學腐蝕的基本原理105

6.2.1腐蝕電池的工作過程106

6.2.2巨觀與微觀腐蝕電池106

6.2.3電極與電極電位107

6.3金屬材料的腐蝕108

6.3.1金屬材料腐蝕的類型108

6.3.2金屬材料腐蝕的試驗方法109

6.3.3金屬材料腐蝕的電化學保護110

6.3.4陽極保護114

6.4聚合物材料的腐蝕116

6.4.1聚合物材料腐蝕的類型116

6.4.2聚合物的存放效應與物理老化117

6.4.3高分子基複合材料的腐蝕120

6.5無機非金屬材料的腐蝕123

6.5.1概述123

6.5.2無機非金屬材料的腐蝕介質123

6.5.3典型材料的耐蝕性123

6.5.4陶瓷基複合材料的腐蝕130

6.6材料腐蝕防護131

6.6.1結構設計過程中的腐蝕防護131

6.6.2加工成型過程中的腐蝕防護135

思考題137

第7章材料的失效與分析139

7.1工程材料的失效形式139

7.1.1斷裂139

7.1.2表面損傷140

7.1.3過量變形141

7.2失效原因與失效分析141

7.2.1失效原因141

7.2.2失效分析142

7.3裂紋分析144

7.3.1工藝裂紋與使用裂紋144

7.3.2各種裂紋形成原因及形態特徵144

7.3.3各種類型裂紋的分析與鑑別149

7.4斷口分析151

7.4.1巨觀斷口分析152

7.4.2微觀斷口分析159

思考題167

第8章工程材料設計與選材168

8.1工程材料選用基礎168

8.1.1材料性能與設計指標168

8.1.2材料的工藝性能與選材169

8.2零件設計中的工程材料選擇171

8.2.1工程材料選擇的三原則171

8.2.2零件選材時應注意的幾個問題173

8.2.3金屬材料選用的適應性173

8.2.4聚合物材料選用的適應性175

8.2.5陶瓷材料選用的適應性177

8.3材料的選用與可持續發展180

8.3.1工程材料與環境181

8.3.2工程材料的選用和可持續發展181

思考題182

參考文獻183