图书介绍
图书前言
掌握各种工程材料的特性,正确地选择和使用材料是对从事工程设计和制造的工程技术人员的基本要求,因为工程构件或机器零件的设计不只是结构设计,还应该包括材料的选用与材料加工工艺的制定。因此,材料选择是工程设计必不可少的重要环节,甚至是首要的一步,并且贯穿于整个产品的零构件制造过程之中。 在新产品开发与设计、老产品更新，或为降低产品成本改变零件所用材料，或因原材料缺乏需要更换材料时，都要考虑选材问题。然而，如此普遍而重要的选材问题，却并没有被放在合适的地位上。因此，在工程构件、机械产品设计和制造中，往往由于材料选择和材料加工工艺不当，造成机械零件在使用中发生早期失效，甚至造成设备事故和人身伤亡。许多事例表明，选材错误是要付出很大代价的。 选材工作影响整个设计过程。但是就目前国内的状况而言，不少设计人员有一种倾向，只重视产品结构设计与计算，而把选材看成是一种简单而不太重要的任务，认为只要参考同类零件或类似零件选用类似材料，或者翻翻手头材料手册或机械设计手册，找出一种通用材料，便可万无一失。实际上许多机器的重大质量事故都源于材料问题。材料选择与应用直接关系到产品的实现、产品的质量与寿命，关系到产品的成本、可靠性与市场竞争力。市场竞争实质上就是产品综合质量的竞争，产品质量的好坏，首先要看选用的材料是否适合该产品的使用要求。随着经济全球化和产品加入国际市场的竞争，作为工程设计过程重要组成部分的材料选择工作，越来越显得重要。 所谓选材，就是在众多材料中，寻找既能满足工程上的要求，又能降低产品总成本获得最大经济利益，同时还能符合使用环境条件和环保与资源供应情况的材料。选材不是一件容易的事情，困难之一是如何正确地选用材料，使其既满足产品的设计功能（如强度和耐久性要求），又符合技术、经济和美观的要求，以达到产品结构耐久与价廉物美的完美统一；困难之二是材料的类型和品种繁多（光金属材料就有几十万种），如何去确定可供选择的范围以及最终选定某一种最佳或最合适的材料；困难之三是材料选择与科学研究不同，科学研究对于所有的问题一般都具有惟一正确的答案，而材料选择则要求考虑候选材料各自的优点和缺点，再做必要的折衷和判断，因此，材料选择可能有不同的解决办法；最后，材料选择按什么程序实施，选材的标准又是什么，如何才能做到正确、科学而又快捷地进行选材呢。 目前国内工程设计制造中的选材用材水平较低，部分企业和人员对于选材具有很大的盲目性和随意性。我们认为要做好选材工作，工程设计制造人员必须具备以下三方面知识。首先应该了解材料各种性能和工程设计的关系，如一个高强度螺栓、一个汽车换挡齿轮，或一个低温压力容器筒体，它们需要材料的哪些性能；也应该懂得在设计中当改变结构、工艺以及其他外在因素（如温度、环境介质）对材料性能的影响。其次应该了解各种材料的基本特性和应用范围。第三，还要掌握科学的选材方法和程序。 为此，本书分为4篇共13章，在介绍必备的工程材料性能特征和加工特征的基础上（第1篇第1~3章），具体分析工程设计制造中材料选择的主要因素，并论述了各大类工程材料（金属、陶瓷和高分子材料）对于工程设计制造的适应性（第2篇第4~6章），然后归纳、提出了工程设计制造中常用的选材方法（经验选材、半经验选材和现代选材等），并具体介绍按力学性能选材、价值工程和目标函数选材及应用、材料数据库在选材中的应用等，强调了选材的经济成本分析（第3篇第7~10章）。最后介绍几种特殊工况（摩擦磨损、腐蚀、高低温）下的材料选择与应用（第4篇第11~13章）。 有关选材的同类型著作，国内甚缺。本书基于工程实际的需求，结合著者们多年来对工程设计与材料关系的理解以及材料工程应用知识的积累（主要编著者均有多年工厂工作的经历和经验），在此方面作了大量尝试。本书将工程设计制造与材料选择紧密结合，融选材于设计制造之中，强调工程设计制造与选材的相互作用，比较系统地论述了工程设计制造中的材料选择问题。书中一方面体现了选材的较新观念和知识，另一方面着力体现工程性，采用实例分析，并力图根据具体情况推荐可供选择的系列材料。并且，融入作者们多年来的成果、心得与见解。应该指出，由于功能材料的专门和特殊，本书主要针对量大面广的结构材料。而且，鉴于面向工程应用的目的，本书涉及的是比较成熟的材料，因为在产业化工艺技术不够成熟和完善的情况下，应避免盲目使用性能尚未稳定的新材料。 本书各章的编著人员如下。杨瑞成（第1章、第2章、第6章、第7章、第9章及第13章），邓文怀（第3章、第5章、第8章），冯辉霞（第12章），袁晓波（第11章），羊海棠（第10章）和陈奎（第4章）。参与编写及相关工作的还有聂富荣、彭采宇、傅公维、王毅、王凯旋、吕学飞、杨海歌、杨钒、袁大伟、李永清、魏波银、刘树旺、陈其锋、马小龙、刘贤斌、王爱娟、马玉兰等。全书的编著工作由杨瑞成、邓文怀和冯辉霞策划并主持，最后由杨瑞成统稿。在撰写过程中，作者曾参阅了国内外出版的有关著作和资料，在此一并致谢。 由于水平有限和该选题的性质，书中错误和不足之处难免，恳请读者指正。 杨瑞成 2004年1月
精彩书摘
本书在介绍必备的工程材料性能特征和加工特征的基础上，具体分析工程设计制造中材料选择的主要因素，论述各大类工程材料（金属、陶瓷和高分子材料）对于工程设计制造的适应性，归纳和提出工程设计制造中常用的选材方法（经验选材、半经验选材和现代选材等），并具体介绍按力学性能选材、价值工程和目标函数选材、材料数据库在选材中的应用，以及几种特殊工况下的选材及应用，并强调了选材的经济成本分析。本书是著者们多年从事材料工程应用技术的经验总结，理论分析与工程实践密切结合，实例丰富、图文并茂、内容丰富、涵盖面广，具有很强的可读性与实用性。
目录
第1篇工程材料与加工概述 第1章工程材料特征1 11材料科学和工程材料1 111材料科学、材料工程与工程材料1 112工程材料的分类2 113结构材料和功能材料2 114传统材料和新型材料4 12工程材料的内部构成与集合状态特征5 121构成工程材料的结构层次5 122工程材料的键合特征6 123工程材料的集合状态7 124相图、 相变和动力学曲线11 125单相与多相组织形貌及对材料性能的影响17 13工程材料的性能特征19 131金属材料的特征19 132陶瓷材料的特性20 133高分子材料的特性21 14工程材料主要性能的比较22 第2章常用工程材料品种与应用24 21常用钢铁材料24 211碳钢24 212合金钢25 213铸铁30 22常用有色金属材料32 221铝及铝合金32 222铜及铜合金32 23常用陶瓷材料33 231普通陶瓷33 232氧化物陶瓷34 233非氧化物陶瓷34 234金属陶瓷34 24常用高分子材料35 241塑料36 242其他常用高分子材料41 第3章工程材料制备与零件加工成形42 31工程材料制备方法42 311金属材料制备42 312非金属材料制备48 32零件(制品)的成形49 321金属零件铸造、 压力加工、 焊接成形和粉末冶金成形49 322非金属材料零件(制品)成形56 323切削加工和特种加工成形61 33零件（制品）的热处理和表面处理61 331金属材料零件热处理61 332非金属材料零件（制品）的热处理63 333零件的表面处理64 34现代材料制备工艺与技术66 341纳米材料的制备66 342自蔓延合成技术66 343物理气相沉积67 344金属雾化喷射沉积67 345金属半固态加工制备67 346氧化物弥散强化与机械合金化67 35零件（制品）的加工工艺性68 351金属零件的加工工艺性68 352塑料制品成形工艺性70 353陶瓷零件的工艺性71 第2篇设计制造与选材因素 第4章工程构件工作负荷特点72 41力学负荷72 411简单负荷与复合负荷73 412静负荷与动负荷74 413应力集中与复杂应力状态76 414非均匀负荷80 42热负荷80 421高温和低温的影响80 422热应力和热疲劳81 423热冲击82 43环境介质及其他表面作用83 431环境介质作用83 432表面摩擦作用和其他表面作用84 第5章工程设计与制造的选材基础86 51选材背景、原则和选材的一般过程86 511新产品开发86 512选材原则与制约因素90 513选材的一般过程93 52材料性能与设计指标96 521工程设计与材料设计96 522材料性能、零件使用性能与机器设计特征97 523设计性指标与安全性指标98 524结构零件硬度指标及适用性102 53材料和零件性能的影响因素105 531冶金因素105 532组织状态107 533尺寸等因素107 534残余应力108 535材料的环境劣化109 54材料选择的经济性考虑110 541材料成本的追求110 542材料成本的影响因素111 55零件制造工艺与设计选材112 551零件制造工艺的目标112 552设计、选材和制造的工艺背景112 553各种工艺过程的工艺特性和局限性114 554工艺方案实例116 555制造工艺的成本117 56材料资源、能源与环保119 561资源、能源与环保119 562机械工程材料节材、节能途径121 第6章工程材料在设计选用中的基本适应性123 61工程材料的使用概况123 62金属材料选用的适应性124 621选择金属材料的一般原则和考虑125 622选用金属材料的限制126 63高分子材料选用的适应性127 631高分子材料工程应用的基本要求127 632塑料材料的选用原则127 633不宜选用塑料的场合129 634选用塑料的适宜条件130 635塑料材料的应用情况和选材131 636塑料代用其他工程材料133 64陶瓷材料选用的适应性135 641陶瓷材料应用的工程特征135 642陶瓷材料工程应用的限制和应注意的问题136 643陶瓷产品的结构和强度设计138 644陶瓷材料应用情况和选材139 第3篇材料选择方法与应用 第7章工程设计中常用选材方法143 71经验和传统选材143 711经验选材143 712行业传统选材144 713试行错误法选材145 72半经验选材147 721类比法选材148 722筛选法选材148 723按使用性能的设计选材150 73产品与制造信息反馈选材157 731原材料与制造信息158 732使用和失效情况反馈158 733市场信息与备件消耗159 74现代选材方法介绍160 741选材的成本效益因素161 742价值分析法168 743目标函数法及其他方法169 744计算机辅助选材170 第8章根据力学性能选材172 81按刚度选材172 811零件的刚度因素172 812刚度选材实例175 82按强度选材177 821零件强度的因素177 822提高材料强度的工程途径178 823强度选材的其他考虑179 824按强度选材实例180 83按韧性选材181 831零件韧性的因素182 832提高材料韧性的工程途径183 833韧性选材的考虑184 834韧性选材实例187 84按疲劳强度选材189 841零件疲劳寿命的因素189 842提高材料疲劳抗力的工程途径191 843疲劳强度选材的考虑193 844实例：铁素体珠光体冷轧板材的剩余疲劳寿命194 85按综合力学性能选材195 851综合力学性能选材的考虑195 852轴类零件综合力学性能选材实例197 第9章现代定量选材与应用201 91星形轮廓模型法和统计数量化综合法选材201 911星形轮廓模型法201 912统计数量化综合法203 92选材的成本分析204 921单位成本分析204 922材料的理论价值评价法205 923最低成本分析法205 924应用207 93按价值工程法选材208 931价值工程的产生和发展208 932价值工程的基本原理209 933单一零件的价值工程分析方法与应用212 934产品或部件的综合分析法217 935全过程（总价值）评定220 936应用价值工程选定材料的工艺方案221 94选材的综合技术经济评价224 941选材的综合技术经济评价的方法224 942示例224 95按目标函数法选材225 951基本概念及原理225 952目标函数的基本分析方法226 953实例分析227 96可靠性方法在材料和工艺选择中的应用231 961产品的可靠性231 962可靠性分析的原理和方法231 963可靠性在材料选择中的应用232 第10章材料数据库在选材中的应用234 101材料数据库234 1011材料数据库的特点234 1012材料数据库的兴起与发展235 1013材料数据库的结构与内容237 1014材料数据库在选材中的应用239 102耐磨料磨损材料数据库介绍240 1021现状与需求240 1022数据库系统预定功能及数据分析240 1023建立耐磨料磨损工作系统242 1024耐磨料磨损材料数据库的特点242 1025耐磨料磨损材料数据库的框架与内容242 1026耐磨料磨损材料数据库的选材功能简介249 第4篇几种特殊环境工况的选材及应用 第11章摩擦磨损条件下工作零件的选材254 111摩擦、磨损、润滑与磨损类型254 1111固体材料间的摩擦、磨损与润滑254 1112常见磨损类型256 112摩擦磨损条件下的选材对策257 1121对耐磨材料的一般要求257 1122磨料磨损、黏着磨损和疲劳磨损的选材考虑258 1123几种典型磨损工况下的推荐用材259 113减摩材料与轴承合金的选择与应用261 1131减摩材料的性能及使用要求261 1132减摩材料与减摩表面处理262 1133滑动轴承合金263 1134减摩材料的选择因素263 114摩阻材料的选择与应用265 1141摩阻材料的性能要求265 1142常见摩阻材料265 1143摩阻材料的选择与应用266 115耐磨材料及应用267 1151常用金属耐磨材料267 1152非金属耐磨材料及应用270 1153提高材料耐磨性的表面处理技术272 1154典型耐磨件选材及实例275 第12章腐蚀环境下工作零件的选材279 12l化学腐蚀和电化学腐蚀279 121l化学腐蚀和电化学腐蚀的差异279 1212常见的腐蚀介质环境特点281 1213介质与应力联合作用下的零件失效283 122常见耐蚀材料与应用285 122l工程材料的耐蚀性285 1222不锈钢与耐蚀合金287 1223其他耐蚀工程材料292 1224合理选择耐蚀材料295 1225几个实例295 123改善金属材料抗蚀能力的工程防护措施297 123l改善介质的腐蚀条件297 1232电化学保护300 1233表面防护涂层302 124在结构设计中防止腐蚀的考虑304 1241一般原则304 1242若干具体办法305 第13章高低温下工作零件的用材选材309 131材料在高温下的力学行为309 1311高温下材料性能的下降和蠕变行为309 1312工程合金高温长时运行过程中的退化311 132根据耐热性和蠕变性能选材314 1321工程材料的耐热性314 1322根据蠕变性能选择金属和陶瓷材料315 1323耐热塑料的选用316 133高温氧化及抗氧化材料319 1331材料的氧化特征319 1332抗氧化金属材料320 1333零件表面抗氧化涂层320 134材料在低温下的行为321 1341材料低温下的力学行为321 1342防止材料低温脆断的工程措施324 135低温用材及选择325 1351低温材料的选用分析与定量化比较325 1352低温合金及选用329 1353低温塑料的选用331 附录333 附录1常用塑料、复合材料编写代号 333 附录2部分国家常用钢材牌号对照334 附录3洛氏硬度HRC、HRA、HRB与其他硬度、强度换算关系336 附录4洛氏硬度HRB、HRA与其他硬度、强度换算关系336 附录5常用钢材在水、油中的临界淬透直径337 附录6常用热处理方法的相对加工费用337 附录7常用金属材料的相对价格337 附录8常用工程塑料的相对价格338 参考文献339
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ISBN：7-5025-5348-7
语种：中文
开本：16
出版时间：2004-05-19
装帧：平装
页数：352