工程材料

工程材料（第二版）

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作者：閆康平 主編

出版日期：2008年8月 書號：978-7-122-02516-6

開本：16 裝幀：平 版次：2版1次 頁數：268頁

全書共13章分為三篇，各篇有單元提要，各章前有導讀、後有習題及思考題。

第一篇金屬材料基礎，注重揭示材料微觀結構與宏觀性能的關係、金屬的強化改性與組織結構的關係。第二篇過程裝備用金屬材料，重點闡明黑色金屬材料的性能、失效和選材，並介紹有色金屬的性能和選材。著重突出過程裝備的壓力容器、高低溫、管道、迴轉件、腐蝕磨損和過程裝備服役環境下的選材和舉例。適應信息高速公路，簡介了“工程材料資料庫及選材專家系統”。第三篇過程裝備用非金屬材料，簡要闡明非金屬材料的特性和選材應用，重點是在過程裝備應用的工程塑料、陶瓷和玻璃鋼。同時從高分子材料的改性和複合材料的製備入手，闡述材料複合改性的思路。

本書主要作為過程裝備與控制工程專業學生的核心課教材，也可供化工、輕工、石化和製藥類專業的學生選用，同時可供過程裝備設計和製造的工程技術人員參考。

緒論1

第1篇金屬材料基礎1金屬學基礎4

11金屬的晶體結構和缺陷4

111純金屬的晶體結構4

112金屬的晶體缺陷8

12金屬的結晶10

121純金屬的結晶過程10

122金屬鑄錠的組織和結構11

123細晶強化與變質處理12

13金屬的塑性變形與再結晶13

131金屬塑性變形對金屬組織和

性能的影響13

132塑性變形金屬的加熱回復與

再結晶14

133金屬的熱加工15

14二元合金的相結構和相圖16

141合金的相結構16

142二元合金相圖的類型和分析18

習題和思考題21

2鐵碳合金的結構和相圖22

21FeFe3C合金相圖分析23

211鐵碳合金相圖中的基本相23

212FeFe3C合金相圖23

22典型鐵碳合金的結晶過程及組織24

221共析鋼24

222亞共析鋼25

223過共析鋼26

23鐵碳合金性能與成分、組織的關係27

231合金性能與相圖的關係27

232FeFe3C合金相圖的應用28

習題和思考題29

3鋼的熱處理和表面改性30

31鋼在熱處理時的組織轉變30

311鋼在加熱時的組織轉變31

312鋼在冷卻時的組織轉變32

32鋼的熱處理工藝對組織和性能

的影響35

321鋼的退火和正火35

322鋼的淬火36

323鋼的回火38

33鋼的表面處理強化39

331鋼的表面熱處理強化40

332鋼的化學熱處理強化40

333鋼的表面處理改性42

習題和思考題47

4鋼的合金化對組織和性能的影響48

41合金元素在鋼中的存在形式和作用48

42合金元素對鋼熱處理的影響49

421合金元素對FeFe3C相圖

的影響49

422合金元素對加熱和冷卻轉變

的影響50

423合金元素對回火轉變的影響50

43合金元素對鋼加工性能的影響51

44鋼中雜質對性能的影響52

45鋼的分類簡介52

451碳鋼的分類與牌號52

452合金鋼的分類53

習題和思考題54第2篇過程裝備用金屬材料5金屬材料的主要性能56

51金屬材料的力學性能56

511力學性能56

512服役條件對力學性能的影響64

52金屬材料的加工工藝性能65

521焊接性能65

522鑄造性能68

523壓力加工性能68

524機加工性能69

525熱處理性能69

53金屬材料的物理性能與耐腐蝕性能69

531物理性能69

532耐腐蝕性能70

習題和思考題70

6過程裝備失效與材料的關係72

61金屬材料常見失效形式及其判斷72

611變形失效72

612斷裂失效74

613表面損傷83

62過程裝備及其構件失效的原因和

失效分析86

621過程裝備及其構件失效的原因86

622失效分析方法簡介87

習題和思考題88

7黑色金屬及其選用90

71壓力容器用鋼90

711壓力容器的工況分析90

712壓力容器對材料性能的要求90

713壓力容器用鋼91

72高溫及低溫構件用鋼95

721高溫用鋼95

722低溫用鋼103

73耐腐蝕構件用鋼108

731腐蝕的工況特點108

732合金元素對金屬耐蝕性的影響109

733雜質對鋼鐵耐蝕性的影響111

734碳鋼的耐蝕性113

735耐蝕低合金鋼114

736耐蝕高合金鋼119

737耐蝕、耐磨、耐熱鑄鐵和鑄鋼122

74零部件用鋼126

741迴轉件用鋼126

742支撐件用鋼及鑄鐵129

75管道用鋼及鑄鐵134

751壓力管道的工況分析及對

材料性能的要求134

752管道用鋼及鑄鐵134

習題和思考題135

8有色金屬及其選用137

81鈦及鈦合金137

811鈦和鈦合金的基本性能137

812鈦及鈦合金的耐蝕性140

813鈦在過程裝備中的選用142

82鋁及鋁合金142

821純鋁的性能142

822鋁合金的性能143

823鋁合金的加工性能145

824鋁及鋁合金的耐腐蝕性能146

825鋁及鋁合金在過程裝備中

的選用147

83銅及銅合金147

831純銅的性能147

832銅合金的性能148

833銅和銅合金在過程裝備中

的選用151

84鎳和鎳合金154

841純鎳的基本性能154

842鎳基合金的基本性能155

843鎳及其合金在過程裝備中

的選用155

85軸承合金158

851軸承合金的性能要求及組織

特徵158

852錫基和鉛基軸承合金159

853銅基軸承合金161

854鋁基軸承合金163

855軸承合金在過程裝備上的選用164

習題和思考題166

9選材原則和材料資料庫、專家系統

簡介168

91過程裝備材料選用的一般原則168

911使用性能原則168

912加工工藝性能原則169

913經濟性原則169

92工程材料資料庫簡介169

93材料選用專家系統簡介171

習題和思考題173第3篇過程裝備用非金屬材料10高分子材料基礎176

101高分子材料概述176

1011高分子材料的基本概念及分類176

1012高分子材料的命名177

102高分子材料的結構與性能178

1021高分子材料組織結構的特點178

1022影響高分子材料性能的因素180

1023高分子材料的主要性能特點和

斷裂特點183

103高分子材料的成型加工184

1031塑料的成型加工184

1032橡膠的成型加工189

1033成型加工方法對高分子材料

性能的影響189

104高分子材料的改性191

1041改性目的和方法簡介191

1042聚合物的共混改性192

1043聚合物的填充與增強改性193

習題和思考題195

11高分子材料及其選用196

111過程裝備用高分子材料的選擇

原則196

1111過程裝備選用的高分子材料

性能特點196

1112過程裝備對高分子材料的選擇

原則197

112常用工程塑料199

1121耐腐蝕性塑料199

1122耐磨性塑料205

1123耐熱工程塑料208

1124其他211

113橡膠及熱塑性彈性體212

1131橡膠的性能和用途212

1132耐磨橡膠213

1133耐腐蝕橡膠214

1134耐油橡膠215

1135耐熱橡膠215

1136熱塑性彈性體的性能和用途217114熱固性塑料218

習題和思考題219

12無機非金屬材料220

121無機非金屬材料基本特性220

1211無機非金屬材料的定義與

分類220

1212無機非金屬材料的組成與

結構220

1213無機非金屬材料的基本性能224

122過程裝備用無機非金屬材料的性能

特點及應用225

1221化工陶瓷225

1222特種陶瓷226

1223玻璃230

1224化工搪瓷231

1225隔熱耐火材料232

1226石墨材料235

習題和思考題238

13複合材料239

131複合增強理論及增強體材料239

1311複合增強理論簡介239

1312增強體材料241

1313複合材料的性能特點241

132樹脂基複合材料（玻璃鋼）242

1321玻璃鋼的組成材料243

1322玻璃鋼的製備方法244

1323玻璃鋼的性能特點和應用246

133金屬基複合材料248

1331金屬基複合材料製備方法248

1332金屬基複合材料的特性248

134陶瓷基複合材料250

1341陶瓷基複合材料製備方法250

1342陶瓷基複合材料的特性250

習題和思考題251

參考文獻253