机械工程材料

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页数:228
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出版时间:2008-8
价格:32.00元
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isbn号码:9787502446154
丛书系列:
图书标签:
  • 机械工程
  • 材料科学
  • 工程材料
  • 金属材料
  • 非金属材料
  • 材料力学
  • 材料选择
  • 机械设计
  • 材料性能
  • 工程技术
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具体描述

《高职高专规划教材·机械工程材料》详细阐述了机械工程材料的基础理论知识及其应用,主要内容包括:材料的性能与机械零件的失效分析、金属的晶体结构与结晶、铁碳合金相图、金属的塑性变形与再结晶、钢的热处理、铸铁、钢的分类、结构钢、工具钢、特殊性能钢、有色金属及其合金、非金属材料、典型零件的选材及热处理工艺分析。根据需要,在部分章节后安排了相应的实验,以利于学生掌握所学内容。

《高职高专规划教材·机械工程材料》为高职高专院校机械制造专业及相关专业教学用书,也可供有关工程技术人员参考。

《工业制造的基石:精密工程材料指南》 本书并非旨在涵盖宏观的机械工程材料领域,而是将目光聚焦于构成现代工业制造核心的精密工程材料。我们深入探索那些支撑精密机械、先进仪器、尖端设备以及关键工业部件的特种材料。从微观的晶格结构到宏观的应用性能,本书旨在为读者提供一个关于这些至关重要材料的详尽且实用的知识体系。 第一章:精密金属合金的奥秘 本章将剖析一系列在精密制造中扮演关键角色的金属合金。我们将从不锈钢家族的细分领域入手,重点介绍具有优异耐腐蚀性、高强度和良好加工性的奥氏体不锈钢(如304、316系列)及其在精密仪器外壳、医疗器械和化工设备中的应用。随后,我们将转向沉淀硬化不锈钢(如17-4PH),解析其通过热处理实现高强度的机制,并阐述其在航空航天部件、高性能轴承和精密连接件等领域的卓越表现。 除此之外,我们还将深入研究马氏体不锈钢(如410、420系列)的特性,探讨其高硬度和耐磨损性,以及它们如何应用于精密刀具、模具和耐磨零件。特种合金如因科乃尔(Inconel)系列高温合金,我们将解析其在高温、高压和腐蚀性环境下的优异稳定性,以及在燃气轮机、航空发动机和石油化工设备中的不可或缺性。同时,书中还会涉及具有出色耐腐蚀性和生物相容性的钛合金(如Ti-6Al-4V),及其在航空航天、生物医学植入物和高端体育器材中的广泛应用。我们将不仅仅罗列这些材料的成分和基本性质,更会深入分析其合金化原理、微观结构对其性能的影响,以及在精密加工过程中需要注意的关键点。 第二章:高性能聚合物及其精密应用 在精密工程领域,高性能聚合物以其轻质、绝缘性、可塑性和优异的耐化学性占据着越来越重要的地位。本章将重点介绍聚四氟乙烯(PTFE)家族,解析其卓越的低摩擦系数、耐高温性和化学惰性,并详细阐述其在密封件、轴承衬套、电绝缘层和化学设备防腐蚀衬里等精密应用。我们将探讨聚醚醚酮(PEEK),分析其卓越的机械强度、耐高温性、耐磨损性和生物相容性,以及在医疗植入物、航空航天结构件和半导体制造设备中的应用实例。 此外,本书还将介绍聚酰亚胺(PI)这类耐高温聚合物,解析其在高温绝缘材料、柔性显示器基板和精密电子元器件中的关键作用。我们还将探讨聚碳酸酯(PC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等工程塑料,分析其透明性、冲击强度和加工性,以及它们在光学器件、防护罩和精密仪器面板上的应用。本章将不仅关注这些聚合物的宏观性能,还将探讨其分子结构、结晶度、增韧改性等对其精密加工性能和最终产品可靠性的影响。 第三章:先进陶瓷与复合材料的革新 先进陶瓷以其卓越的硬度、耐磨性、高温稳定性和电绝缘性,在精密制造领域展现出强大的生命力。本章将聚焦于氧化铝(Alumina)和氧化锆(Zirconia)陶瓷,解析其高强度、耐磨损性和生物相容性,以及它们在精密轴承、切削刀具、电子基板和生物牙科材料中的应用。我们将深入研究氮化硅(Si3N4)陶瓷,分析其优异的抗热震性和韧性,以及在涡轮发动机叶片、高速轴承和高性能结构件中的潜力。 同时,本书也将介绍碳化硅(SiC)陶瓷,探讨其极高的硬度、优异的导热性和耐腐蚀性,以及在半导体制造设备、耐磨密封件和高温热交换器中的应用。除了单一的先进陶瓷,本章还将着重介绍先进复合材料,特别是碳纤维增强聚合物(CFRP)和玻璃纤维增强聚合物(GFRP)。我们将解析其高比强度、高比模量和设计自由度,以及它们在航空航天结构、汽车轻量化、精密运动部件和风力发电机叶片等领域的突破性应用。我们将详细讲解增强体与基体之间的界面结合、铺层设计以及制造工艺对其性能的影响。 第四章:特种功能材料与表面工程 本章将目光投向那些赋予精密组件特殊功能的材料,以及通过表面处理技术实现性能提升的关键。我们将介绍形状记忆合金(SMA),如镍钛合金(NiTi),解析其形状记忆效应和超弹性,以及在微驱动器、生物医学导丝和精密阀门中的应用。磁性材料,如钕铁硼(NdFeB)永磁体,我们将分析其高磁能积,以及在精密电机、传感器和磁力传动系统中的重要作用。 此外,我们还将探讨压电陶瓷材料,如锆钛酸铅(PZT),解析其压电效应,以及在传感器、执行器和超声波换能器中的应用。在表面工程方面,本章将介绍诸如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)以及电镀、阳极氧化等表面处理技术。我们将解析这些技术如何通过在基材表面形成特定功能的涂层,来显著提升材料的耐磨性、耐腐蚀性、导电性、绝缘性或光学性能。例如,氮化钛(TiN)和金刚石类薄膜在切削工具和精密模具上的应用,以及在精密仪器表面实现的防反射或疏水处理。 结论:精密材料的未来趋势 本书的最后一章将展望精密工程材料的发展趋势。我们将探讨纳米材料在精密制造领域的潜力,如纳米涂层和纳米复合材料在提升性能方面的优势。同时,我们也会关注可再生、生物可降降解材料以及智能化材料(如自修复材料)在精密工程中的应用前景,以及增材制造(3D打印)技术如何催生新型精密工程材料的出现。本书旨在为读者提供一个全面而深入的精密工程材料视角,帮助他们理解这些基石性材料的特性、应用及其在推动现代工业发展中的关键作用。

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读后感

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用户评价

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**评价四:** 当我捧起这本《机械工程材料》时,我被其内容所呈现出的深度和广度所震撼。它并非简单地罗列材料的性能,而是深入剖析了材料的本质,即原子、分子层面的结构如何决定宏观的力学、热学、电学等性能。在介绍金属材料的强化机制时,书中详细阐述了固溶强化、位错强化、沉淀强化、晶粒细化等多种机制,并辅以相应的理论模型和实验数据,让我对材料强度提升的内在机理有了透彻的理解。例如,在讲解沉淀强化时,书中通过二维和三维的图示,清晰地展示了强化相析出在晶格中的分布以及它们对位错运动的阻碍作用,这种直观的呈现方式,极大地提升了我的学习效率。书中对高分子材料的讲解也同样精彩,它不仅介绍了聚合物的分子结构、链构象,还深入分析了玻璃化转变温度、结晶度、蠕变等关键性能指标,以及这些性能如何受到分子量、交联度、添加剂等因素的影响。我尤其喜欢书中关于复合材料的章节,它详细介绍了纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料等不同类型复合材料的结构设计、性能特点和失效模式,并结合实际应用案例,如碳纤维增强聚复合材料在飞机结构中的应用,展示了复合材料在提高结构效率、降低重量方面的巨大潜力。这本书的逻辑结构非常严谨,从基础理论到应用实践,层层递进,让我能够逐步建立起对机械工程材料的全面认知。

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**评价九:** 《机械工程材料》这本书带给我极大的启发。作者的写作风格非常具有学术深度,但同时又保持了内容的易读性。在讲解金属材料的加工工艺对微观结构的影响时,书中深入分析了轧制、锻造、热处理等工艺过程中金属晶粒的变形、回复、再结晶等现象,并解释了这些微观结构的变化如何最终影响材料的宏观力学性能。例如,在介绍冷加工对金属强度的影响时,书中详细描述了位错密度增加导致的加工硬化现象,并结合显微照片展示了加工后金属的形变组织,这让我对加工过程中的材料变化有了直观的认识。书中对高分子材料的非牛顿流变行为的分析也十分深入,它解释了高分子链在剪切速率变化下的取向和松弛过程,以及这些过程如何影响熔体的黏度、弹性等性能。这对于理解高分子材料的注塑、挤出等加工过程至关重要。我特别喜欢书中关于材料的性能测试方法和仪器设备的介绍,它不仅讲解了各种测试的原理,还对常用的测试设备进行了详细的描述,并给出了典型的测试结果和分析方法。这对于我进行材料的表征和质量控制提供了重要的指导。此外,书中对材料的可靠性评估和寿命预测方法的介绍也极其出色,它结合了概率论和统计学的方法,对材料在各种载荷和环境条件下的失效概率进行了预测,这对于保障机械产品的使用安全至关重要。总而言之,这是一本兼具理论深度和实践指导意义的优秀著作。

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**评价三:** 《机械工程材料》这本书的排版和设计给我留下了深刻的印象。纸张的触感很好,不易反光,印刷清晰,即使是那些复杂的图表和公式,也显得井井有条。更重要的是,书中大量使用高质量的图片和示意图,这些视觉元素极大地降低了理解材料科学的门槛。例如,在讲解陶瓷材料的断裂韧性时,作者不仅提供了详细的数值,还配以应力强度因子和裂纹尖端的应力分布图,并结合扫描电子显微镜下的断口形貌照片,清晰地展示了裂纹扩展的过程和机制。这让我这个对材料微观世界充满好奇的读者,能够身临其境地感受到材料的内在奥秘。书中对不同种类材料的优缺点对比分析也十分到位,例如在介绍铝合金和镁合金在汽车轻量化中的应用时,书中不仅列出了它们的密度、强度、加工性等方面的参数,还深入分析了它们在耐腐蚀性、成本、回收性等方面的差异,这为我进行材料选型提供了全面的参考。我特别欣赏书中关于材料性能测试方法和标准的部分,它详细介绍了拉伸试验、冲击试验、硬度试验、金相分析等常用测试方法,并引用了相关的国家和国际标准,这对于我进行材料的质量控制和性能评估具有重要的指导意义。此外,书中对一些特种材料的介绍也让我大开眼界,比如形状记忆合金、压电材料、磁性材料等,它们在智能制造、新能源等领域的广泛应用,让我看到了机械工程材料的无限可能。这本书不仅仅是一本教材,更像是一位严谨的导师,引导我探索材料的科学世界。

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**评价六:** 当我翻开《机械工程材料》这本书时,我立刻被它所展现出的专业性和实用性所吸引。作者的语言风格既严谨又不失生动,能够将复杂的材料科学原理用易于理解的方式表达出来。在介绍金属材料的晶体结构和缺陷时,书中使用了大量精美的三维模型图,清晰地展示了体心立方、面心立方、六方密堆积等晶体结构,以及点缺陷、线缺陷、面缺陷等对材料性能的影响。例如,在讲解位错的概念时,作者通过类比现实生活中的“绳子打结”来解释刃位错和螺位错的运动方式,这种生动形象的比喻,让我这个初学者也能快速掌握核心概念。书中关于材料选择的决策流程也给我留下了深刻的印象,它不仅仅是告诉你某个零件应该用什么材料,而是引导你从载荷、环境、成本、可加工性等多个维度进行综合考虑,并提供了相应的决策工具和方法。例如,在介绍航空发动机涡轮叶片材料时,书中详细分析了高温强度、抗氧化性、蠕变性能、热疲劳性能等要求,并对比了镍基高温合金、陶瓷基复合材料等不同材料的适用性,这为我理解高端制造业的材料选择提供了宝贵的思路。此外,书中对材料标准和规范的介绍也十分全面,它引用了大量国内外相关的标准,这对于我进行规范化的工程设计和材料采购具有重要的指导意义。这本书的内容深度和广度都令人赞叹,绝对是一本值得反复研读的经典之作。

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**评价五:** 《机械工程材料》这本书的结构设计非常合理,它以一种系统化的方式呈现了机械工程领域所需的各种材料知识。开篇部分详细介绍了材料的基本概念,如强度、韧性、硬度、弹性模量等,并通过清晰的图表展示了不同材料的性能对比,为后续内容的学习奠定了坚实的基础。我特别欣赏书中在讲解金属合金时,对不同合金元素的加入如何影响合金性能的深入分析。例如,在介绍不锈钢时,书中不仅详细解释了铬、镍、钼等元素对不锈钢耐腐蚀性和机械性能的贡献,还阐述了碳含量、晶体结构(如奥氏体、铁素体、马氏体)对不锈钢性能的关键影响。书中关于材料性能测试的详细介绍也令我印象深刻,它不仅仅罗列了各种测试方法,还对其原理、步骤、结果的分析方法进行了深入讲解,例如夏比冲击试验中,书中不仅展示了摆锤冲击能量的测量,还结合断口形貌分析,解释了材料的脆性或韧性转变行为,这对于理解材料在不同温度下的表现至关重要。此外,书中对材料的失效分析部分也写得非常详实,从宏观的裂纹萌生到微观的断裂机制,作者都进行了细致的描述,并提供了大量的案例研究,这对于我认识材料的局限性,以及如何避免材料在实际应用中发生失效,提供了宝贵的经验。总的来说,这本书内容翔实,讲解深入,是机械工程领域不可多得的优秀参考书。

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**评价二:** 说实话,我一开始对《机械工程材料》这类书籍并没有抱太高的期望,总觉得它们会枯燥乏味,充斥着晦涩难懂的公式和参数。然而,这本书彻底颠覆了我的认知。作者的写作风格非常接地气,他并没有一开始就抛出一堆理论,而是从我们日常生活中常见的机械零件入手,比如汽车的发动机曲轴、飞机的机翼蒙皮,然后循序渐进地讲解这些部件所使用的材料以及材料选择背后的逻辑。他用非常生动的语言解释了材料的微观结构如何决定其宏观性能,比如晶粒尺寸、位错密度、晶界等概念,都通过类比和形象的比喻得到了清晰的阐述。我尤其喜欢书中关于材料加工工艺对性能影响的章节,作者详细介绍了锻造、轧制、焊接、热处理等工艺如何改变材料的组织结构,从而提升或改变其力学性能。例如,在解释热处理对钢材性能的影响时,他不仅讲解了淬火、回火、退火的原理,还配以相应的金相照片,展示了不同热处理状态下的马氏体、珠光体、贝氏体等微观组织,以及这些组织如何赋予钢材不同的硬度、韧性和强度。这种将理论与实践相结合的讲解方式,极大地增强了我的学习兴趣和理解能力。书中对材料失效分析的案例也十分丰富,从应力腐蚀到疲劳裂纹扩展,作者都给出了详细的机理分析和预防措施,这对于我解决工作中遇到的实际问题非常有帮助。这本书就像一位经验丰富的老工程师,耐心细致地将他的知识和经验传授给我,让我受益匪浅。

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**评价一:** 拿到这本《机械工程材料》的封面,就被它严谨而又不失现代感的设计所吸引。翻开扉页,一股油墨的清香扑鼻而来,让人瞬间进入到知识的海洋。这本书的章节划分非常清晰,从最基础的金属材料,到高分子材料、复合材料,再到功能材料,几乎涵盖了机械工程领域所有重要的材料类型。每一个章节都以详实的数据和精美的图表支撑,例如在讲解金属合金的相图时,作者不仅给出了标准的相图,还配以微观组织的显微照片,让你能直观地理解不同温度和成分对材料性能的影响。特别让我印象深刻的是关于疲劳和断裂力学的部分,作者运用了大量的案例分析,从航空发动机的叶片断裂到桥梁结构的疲劳损伤,都进行了深入的剖析,并且结合了先进的无损检测技术,这对于我这种需要将理论知识应用到实际工作中的工程师来说,简直是宝藏。书中对材料的选取和设计思路的阐述也极具启发性,它不仅仅是罗列材料的性能参数,更重要的是引导读者理解“为什么”选择某种材料,以及如何根据具体的使用环境和载荷来优化材料的组合。比如在介绍钛合金在航空航天领域的应用时,书中详细解释了钛合金的密度低、强度高、耐腐蚀性好等优点,以及在高温高压环境下其独特的蠕变和氧化行为,这些细节的呈现,让我对钛合金有了更深层次的认识。此外,书中对新材料的介绍也非常及时,例如纳米材料和生物医用材料在机械工程中的应用,也给予了充分的篇幅,这表明作者紧跟学科前沿,保证了内容的先进性。整体而言,这本书的深度和广度都令人称道,对于任何希望在机械工程领域深耕的专业人士来说,都是一本不可或缺的参考书。

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**评价十:** 当我第一次接触《机械工程材料》这本书时,就被其内容所展现出的专业严谨和全面系统所打动。作者的写作风格非常沉稳,每一个概念的提出都有其科学依据,每一个论证都逻辑清晰。在金属材料的章节中,书中详细介绍了不同晶体结构的特点,以及这些结构如何影响材料的塑性、强度和脆性。例如,在讲解面心立方结构的金属(如铝、铜)的滑移系时,书中通过精美的三维图示,清晰地展示了所有可能的滑移方向和滑移平面,这让我明白了为什么这些金属材料具有优异的塑性。书中对材料的疲劳性能的分析也极其深入,它不仅讲解了疲劳裂纹的萌生、扩展和断裂过程,还详细介绍了影响疲劳寿命的各种因素,如应力幅、应力比、表面状态、环境介质等,并提供了相应的疲劳设计准则和寿命预测方法。我尤其欣赏书中关于材料的腐蚀行为和防护措施的详细阐述,它不仅讲解了不同腐蚀介质对金属的侵蚀机理,还提供了电化学保护、涂层防护、材料改性等多种防护措施,这对于提高机械产品在恶劣环境下的使用寿命至关重要。此外,书中对新材料的介绍也十分及时,如纳米材料在催化、传感器等领域的应用,以及智能材料在自修复、自传感等方面的潜力,都给我留下了深刻的印象。这本书的内容质量很高,结构安排合理,是机械工程领域不可多得的参考宝典。

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**评价七:** 《机械工程材料》这本书的阅读体验非常愉悦。作者的叙事方式流畅自然,将科学的严谨性与工程的实用性完美结合。在阐述材料的热力学原理时,书中通过相图的解读,生动地展示了不同温度和成分下合金的相变过程,例如钢的奥氏体化、淬火、回火等,以及这些相变如何影响钢的组织和性能。书中对材料的应力-应变曲线的分析也极其到位,它不仅给出了典型的曲线,还深入剖析了弹性变形、塑性变形、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等关键参数的物理意义,并结合微观机制进行解释,让我对材料的力学行为有了更深层次的理解。我特别喜欢书中关于金属材料的加工硬化和回复机制的讲解,它详细描述了塑性变形过程中位错的产生、运动和交互作用,以及热处理对位错结构的影响,这些细节的呈现,让我能够更全面地认识材料的加工工艺与性能之间的内在联系。书中对高分子材料的流变学行为的分析也十分精辟,它解释了高分子链的缠结、滑移以及在外力作用下的取向,这些都直接影响着高分子材料的加工性能和最终力学性能。此外,书中对材料在极端环境下的行为分析也极其出色,例如材料在高温、低温、腐蚀性介质、高辐射等环境下的性能变化,以及相应的防护措施,这对于我应对复杂工程环境下的材料应用问题提供了重要的参考。总而言之,这是一本集科学性、实用性、启发性于一体的优秀教材。

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**评价八:** 拿到《机械工程材料》这本书,我第一时间就被其严谨的逻辑和详实的内容所吸引。作者的写作风格非常专业,每一段文字都经过精心推敲,确保了信息的准确性和科学性。在介绍金属材料的强度提升方法时,书中不仅仅列举了固溶强化、位错强化等,还详细阐述了这些强化机制背后的物理原理,例如固溶原子的畸变场如何阻碍位错运动,位错塞积如何形成应力集中等。这种深入的理论分析,让我能够真正理解材料性能的来源。书中对材料失效模式的分类和分析也极其详尽,从脆性断裂到韧性断裂,从疲劳断裂到应力腐蚀开裂,作者都进行了详细的描述,并结合大量的显微照片和案例分析,展示了失效的微观机制和宏观表现。这对于我进行材料的可靠性设计和失效分析提供了宝贵的借鉴。我特别欣赏书中关于材料选择的决策树和流程图,它们将复杂的材料选择过程系统化、条理化,极大地提高了我的工作效率。例如,在选择桥梁结构材料时,书中会引导你考虑承载能力、抗疲劳性、耐腐蚀性、经济性等多个因素,并提供相应的数据库和评价标准。此外,书中对先进材料的介绍也十分及时,如增材制造(3D打印)所使用的金属粉末和高分子材料,以及它们在航空航天、医疗等领域的应用,都给予了充分的篇幅。这本书的内容丰富、结构清晰,是一本值得反复钻研的专业书籍。

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