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出版者:第1版 (2005年1月1日)

作者:中国机械工程学会

出品人:

页数:1375

译者:

出版时间:2005-1

价格:150.00元

装帧:精装

isbn号码:9787502562885

丛书系列:

图书标签:

• 材料
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• 合金材料
• 材料应用

《工程材料学基础》 本书旨在为工程技术领域的新手和有一定基础的专业人士提供全面而深入的材料学知识。我们将从宏观的材料分类和性能出发，逐步深入到微观的原子结构、晶体学原理以及材料内部的缺陷及其对性能的影响。读者将在此书中系统地学习到各种主要工程材料，包括金属、陶瓷、聚合物和复合材料的基本构成、加工方法、力学性能、热学性能、电学性能以及它们在不同应用环境下的行为特点。 第一部分：材料科学概论 第一章：材料的角色与分类 本章将探讨材料在现代社会发展中的关键作用，以及工程应用对材料性能提出的多样化需求。我们将详细介绍宏观材料分类体系，包括金属材料、无机非金属材料（陶瓷）、有机材料（聚合物）以及由不同材料组合而成的复合材料。每种大类材料将进行初步的概述，重点阐述其共性特点和主要应用领域，为后续章节的学习奠定基础。 第二章：材料的微观结构与性能 深入剖析材料性能与其内部微观结构之间的内在联系。本章将介绍原子结构、化学键类型（离子键、共价键、金属键、范德华力）如何影响材料的宏观性质。我们将详细讲解晶体学基础，包括晶格、晶面、晶向的概念，以及常见晶体结构（如面心立方FCC、体心立方BCC、六方密排HCP）的特点。此外，还会讨论材料中的点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）对材料强度、塑性等关键性能的影响。 第二部分：金属材料及其应用 第三章：金属的相变与热处理 本章聚焦金属材料特有的相变现象。我们将深入研究金属二元合金的相图，理解固溶体、化合物的形成以及相变过程。重点讲解钢铁材料的热处理工艺，包括退火、正火、淬火和回火，详细阐述不同热处理方法对钢的组织和性能（如硬度、强度、韧性）的调控机理。读者将掌握如何通过合理的热处理工艺来优化金属构件的性能。 第四章：常见金属合金及其应用 系统介绍工程中应用最广泛的几类金属合金。我们将重点讲解碳素钢和合金钢的成分、组织、性能特点及其在建筑、机械制造、交通运输等领域的应用。同时，也将深入探讨铝合金、铜合金、钛合金、镁合金等有色金属合金的特性、优点以及在航空航天、电子电器、医疗器械等高端领域的应用实例。 第三部分：非金属材料及其应用 第五章：陶瓷材料的组成与性能 本章介绍无机非金属材料——陶瓷。我们将探讨陶瓷的基本组成，包括氧化物、碳化物、氮化物等。详细阐述陶瓷材料的制备工艺，如粉末冶金、烧结等，以及其独特的力学性能（高硬度、高强度但脆性大）、热学性能（耐高温、低导热性）和电学性能。重点介绍工程陶瓷，如氧化铝、氧化锆、碳化硅等在高温、耐磨、绝缘等特殊环境下的应用。 第六章：聚合物材料的结构与加工 本章着重介绍有机材料——聚合物。我们将讲解聚合物的分子结构（单体、链结构、交联结构）以及这些结构如何决定聚合物的宏观性能，如弹性、延展性、耐化学腐蚀性等。介绍常见的热塑性聚合物（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯）和热固性聚合物（如环氧树脂、酚醛树脂）的特点。涵盖聚合物的成型加工技术，如注塑、挤出、吹塑等，并探讨聚合物在包装、纺织、汽车、电子等领域的广泛应用。 第七章：复合材料的设计与性能 本章介绍将两种或多种不同材料组合而成的复合材料。我们将讲解复合材料的增强体（如纤维、颗粒）和基体（如聚合物、金属、陶瓷）的种类及其相互作用。深入分析纤维增强聚合物复合材料（如玻璃纤维增强塑料CFRP、碳纤维增强塑料GFRP）的优异力学性能，以及它们在航空航天、风力发电叶片、体育器材等领域的应用。同时，也会涉及金属基复合材料和陶瓷基复合材料的特点与应用前景。 第四部分：材料的性能测试与失效分析 第八章：常用材料性能测试方法 本章介绍用于评估材料性能的各种经典测试方法。我们将讲解拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验等力学性能测试的原理和操作，以及如何从测试结果中获取材料的屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率、冲击韧性等关键参数。此外，还将简要介绍硬度测试、疲劳试验、蠕变试验等常用测试方法。 第九章：材料的腐蚀与防护 探讨材料在环境中的劣化现象——腐蚀。本章将讲解金属材料的电化学腐蚀机理，包括腐蚀电池的形成、阳极和阴极反应。介绍不同介质（如酸、碱、盐水、大气）对材料的腐蚀作用。重点阐述提高材料耐腐蚀性能的策略，如表面处理（钝化、着色）、防腐涂层（油漆、电镀）、牺牲阳极保护等，以及在实际工程中如何选择合适的材料和防护措施。 十章：材料的失效分析基础 本章引导读者理解材料失效的原因和分析过程。我们将介绍脆性断裂、韧性断裂、疲劳断裂、应力腐蚀开裂等常见的材料失效模式。通过案例分析，阐述如何运用宏观断口观察、显微组织检查、化学成分分析等手段，追溯材料失效的根本原因，为改进设计、提高产品可靠性提供科学依据。 本书力求内容严谨，图文并茂，结合实际工程案例，帮助读者建立扎实的材料科学基础，为解决工程实际问题提供有力的理论支持。

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翻开这本《金属材料手册》，我的第一感受是——内容组织结构极其严谨，但又不失灵活性。我是一名材料学的研究生，正在准备我的毕业设计，对我来说，参考资料的权威性和全面性是首要考量。这本书在这两方面都做得非常出色。它对材料标准的引用非常及时，无论是国际标准（ISO）还是国内标准（GB），都有清晰的标注和对比，这在撰写规范化的研究报告时，提供了极大的便利。尤其让我印象深刻的是它对腐蚀与防护那一章的深度挖掘。它不仅详细描述了电化学腐蚀的机理，还引入了大量的实际工程案例，比如海洋环境下的应力腐蚀开裂（SCC）和高温氧化，配有大量的显微照片和失效分析图谱，这比单纯的理论推导要生动有力得多。不过，如果说有什么小小的遗憾，那就是对于某些极小众的稀有金属合金，涉及的篇幅略显不足，但考虑到全书的体量和广度，这完全可以理解。总的来说，它更像是一部能够伴随我从学生走向职业生涯的“工具箱”，无论在理论学习还是实际项目攻关中，都能从中找到可靠的支撑点，其价值是无可替代的。

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说实话，一开始是被它厚实的装帧和精美的印刷质量吸引的，感觉拿到了一件“重器”。然而，真正让我决定将其奉为案头必备的，是书中对材料的“环境友好性”和“可持续性”的关注。在当下这个强调绿色制造的时代，这种前瞻性的内容布局显得尤为可贵。书中专门辟出章节讨论了金属材料的回收、再利用技术，以及开发低环境影响的合金替代方案，比如无铅焊料和环保型表面处理技术。这不仅仅是技术层面的介绍，更体现了一种对未来工业伦理的思考。它的行文风格在保持专业性的同时，也带有一种沉稳的教育家口吻，既能满足资深专家的核查需求，也能引导初学者建立正确的材料观。我特别欣赏书中对“材料失效分析案例”的选取，这些案例都是来源于真实工业事故或长期服役的剖析，通过对这些“反面教材”的深入研究，我们能更深刻地理解安全裕度的重要性。这本书无疑是近十年来金属材料领域出版物中的佼佼者，它为我们提供了一个全面、深入且富有责任感的知识框架，是任何想在金属领域深耕的人士都不可或缺的知识基石。

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坦白讲，我是一位经验丰富的机械工程师，手头上已经积压了不下五六本不同版本的金属材料参考书，但说实话，大多数都是年代久远或者侧重于某一特定领域。这本《金属材料手册》的出现，犹如一股清流，它最吸引我的地方在于其极强的“实用性”和“前沿性”。我尤其欣赏其中关于新型高性能合金的章节，比如那些为航空航天和新能源汽车领域专门开发的轻质高强材料，书里不仅详尽列出了它们的化学成分和力学性能，更重要的是，它深入剖析了这些材料在极端工作环境下的失效模式和相应的防护措施。这对于我们实际进行产品设计和寿命评估至关重要，以往很多手册只停留在“是什么”，而这本书更进一步解释了“为什么会这样”和“该如何应对”。再者，书中对无损检测技术在金属材料质量控制中的应用进行了专门的论述，这恰恰是我工作中经常需要参考的环节。它的叙述逻辑紧密，专业术语的解释恰到好处，不会过度简化以至于失真，也不会过于繁复令人望而却步。阅读它，就像是请教了一位跨越了理论界和工程界的资深专家，提供的建议总是那么精准到位，极大地提升了我的工作效率和决策信心。

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这本《金属材料手册》真是让人爱不释手，特别是对于我这种刚刚踏入材料科学领域的新人来说，简直就是一本及时的雨露。我原本以为这种专业书籍会像字典一样枯燥乏味，堆满了晦涩难懂的公式和图表，但这本书的编排方式却出乎意料地友好。它并没有直接把我扔进复杂的晶体结构和热力学计算的海洋里，而是用一种近乎于讲故事的方式，循序渐进地介绍了各种金属材料的基础知识。比如，它对铁碳合金相图的讲解，简直是教科书级别的清晰明了，通过生动的插图和贴近实际应用的案例，我第一次真正理解了为什么钢材的性能会随着碳含量的变化而发生如此剧烈的转变。书中对于不同加工工艺对材料微观结构影响的阐述，也极其到位，让我意识到，一块看似普通的金属零件，背后凝结了多少精密的科学控制。我特别喜欢它对常用工程材料的分类和性能对比部分，表格制作得非常直观，查阅起来效率极高，完全避免了在厚厚的资料堆里迷失方向的窘境。总而言之，这是一本理论与实践结合得非常紧密的入门宝典，为我后续深入研究打下了坚实的基础，让我对金属世界充满了探索的欲望。

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这本书给我带来的最大震撼，在于它对“跨界”知识的整合能力。我本职工作是模具制造与设计，主要关注材料的塑性变形和表面处理，以往接触的材料书籍大多是偏向冶金学或力学的。然而，《金属材料手册》却巧妙地将这些领域进行了无缝衔接。例如，它在介绍高熵合金时，不仅仅停留在其结构特点上，还专门探讨了这些新型材料在精密铸造和增材制造（3D打印）过程中可能遇到的流动性、凝固缺陷等制造工艺上的挑战。这种从材料本构到制造过程的完整闭环叙述，对于我们这些需要将前沿材料应用于实际生产环节的人来说，太重要了。我发现书中对“材料的组织结构与性能之间的定量关系”进行了非常深入的探讨，引入了诸如吉布斯自由能、位错密度等概念，但所有的数学模型都配有清晰的物理意义解释，不会让人感觉陷入纯粹的数学推导而迷失方向。它不是一本简单的性能查找表，而是一部指导我们如何“设计”出所需性能材料的思维导图。阅读过程让人感到思维不断被拓宽，真正体会到了材料科学的博大精深。

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