机械工程材料（第3版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王运炎，朱莉 编

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• 机械工程
• 材料科学
• 工程材料
• 金属材料
• 非金属材料
• 材料性能
• 材料选择
• 机械设计
• 第三版
• 教材

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111067528

版次：3

商品编码：10299535

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2009-03-01

用纸：胶版纸

页数：274

字数：452000

正文语种：中文

内容简介

《机械工程材料（第3版）》是1996年荣获第三届高等学校机电类专业优秀教材二等奖、机械工业出版社出版的思考题。在全书最后备有四个附录，可供读者查阅。
《机械工程材料（第3版）》是高等工业院校机械类专业的教材，也可供高等专科学校、职工大学、业余大学、高级职业学校和中等专业学校选用，还可供有关的工程技术人员参考。

目录

第1版前言
第2版前言
绪论
一、材料的分类及其在工程技术中的应用
二、材料的发展及材料科学的形成
三、本课程的目的、任务和学习方法

第一章 金属材料的力学性能
第一节 强度、刚度、弹性及塑性
一、拉伸曲线与应力-应变曲线
二、刚度和弹性
三、强度
四、塑性
第二节 硬度
一、布氏硬度
二、洛氏硬度
三、维氏硬度
第三节 冲击韧性
一、冲击试验方法与原理
二、冲击试验的应用
第四节 断裂韧度
一、裂纹扩展的基本形式
二、应力场强度因子KT
三、断裂韧度KIc及其应用
第五节 疲劳
一、疲劳现象
二、疲劳曲线与疲劳极限
三、提高疲劳极限的途径
四、其他疲劳
习题与思考题

第二章 金属与合金的晶体结构
第一节 晶体的基本知识
一、晶体与非晶体
二、晶格、晶胞和晶格常数
第二节 金属的晶体结构
一、金属的特性和金属键
二、金属中常见的晶格
三、晶体结构的致密度
四、晶面与晶向
第三节 合金的晶体结构
一、合金的基本概念
二、合金的相结构
第四节 实际金属的晶体结构
一、多晶体与亚组织
二、晶体的缺陷
习题与思考题

第三章 金属与合金的结晶
第一节 纯金属的结晶
一、纯金属的冷却曲线和过冷现象
二、纯金属的结晶过程
三、金属结晶后的晶粒大小
四、金属的同素异晶转变
第二节 合金的结晶
一、二元合金相图的基本知识
二、二元匀晶相图
三、二元共晶相图
四、合金性能与相图间的关系
习题与思考题

第四章 铁碳合金相图
第一节 铁碳合金的基本相
一、铁素体
二、奥氏体
三、渗碳体
第二节 铁-渗碳体相图分析
一、上半部分图形——由液态变为固态的一次结晶
(912℃以上部分)
二、下半部分图形——固态下的相变
三、铁-渗碳体相图中各点、线含义的小结
四、铁-渗碳体相图中铁碳合金的分类
第三节 典型铁碳合金的结晶过程及其组织
一、合金I(共析钢)
二、合金Ⅱ(亚共析钢)
三、合金Ⅲ(过共析钢)
四、合金Ⅳ(共晶白口铸铁)
五、合金V(亚共晶白口铸铁)
六、合金Ⅵ(过共晶白口铸铁)
第四节 铁碳合金的成分、组织、性能间的关系
一、含碳量与平衡组织间的关系
二、含碳量与力学性能间的关系
三、含碳量与工艺性能间的关系
习题与思考题

第五章 钢的热处理
第一节 钢在加热时的转变
一、钢的奥氏体化
二、奥氏体晶粒长大及其控制
第二节 钢在冷却时的转变
一、过冷奥氏体的等温转变
二、过冷奥氏体的连续冷却转变
三、马氏体转变
第三节 钢的退火与正火
一、退火
二、正火
第四节 钢的淬火
一、淬火工艺
二、淬火方法
第五节 钢的回火
一、回火目的
二、淬火钢的回火转变
三、回火转变产物的组织与性能
四、回火的种类及应用
五、回火脆性
第六节 钢的淬透性
一、淬透性的概念
二、淬透性对钢热处理后力学性能的影响
三、影响淬透性及淬硬深度的因素
四、淬透性的测定与表示方法
第七节 钢的表面淬火
一、感应加热的基本原理
二、感应加热表面淬火用钢及其应用
三、感应加热表面淬火的特点
第八节 钢的化学热处理
一、概述
二、钢的渗碳
三、钢的渗氮(氮化)
四、钢的碳氮共渗
第九节 表面气相沉积
一、表面气相沉积的方法
二、表面气相沉积的应用
第十节 影响热处理件质量的因素
一、热处理工艺因素
二、工件的结构因素
第十一节 热处理技术条件的标注及工序位置
的安排
一、热处理技术条件的标注
二、热处理工序位置的安排
习题与思考题

第六章 金属的塑性变形及再结晶
第一节 金属的塑性变形
一、单晶体的塑性变形
二、多晶体的塑性变形
第二节 冷塑性变形对金属组织与性能的影响
一、冷塑性变形对金属性能的影响
二、冷塑性变形对金属组织的影响
三、产生残余应力
第三节 冷变形金属在加热时的变化
一、回复
二、再结晶
三、晶粒长大
第四节 金属的热塑性变形(热变形加工)
一、热变形加工与冷变形加工的区别
二、热变形加工对金属组织与性能的影响
习题与思考题

第七章 钢
第一节 常存元素和杂质对钢性能的影响
一、锰的影响
二、硅的影响
三、硫的影响
四、磷的影响
五、非金属夹杂物的影响
第二节 合金元素在钢中的作用
一、合金元素在钢中存在形式
二、合金元素对铁-渗碳体相图的影响
三、合金元素对钢热处理的影响
第三节 结构钢
一、碳素结构钢
二、低合金高强度结构钢
三、优质碳素结构钢及合金结构钢
四、弹簧钢
五、滚动轴承钢
六、低淬透性含钛优质碳素结构钢
七、易切削结构钢
八、冷冲压用钢
第四节 工具钢
一、刃具钢
二、模具钢
三、量具用钢
第五节 特殊性能钢
一、不锈钢
二、耐热钢
三、耐磨钢
习题与思考题

第八章 铸铁
第一节 铸铁的石墨化
一、铁碳合金双重相图
二、石墨化过程
三、影响石墨化的因素
第二节 灰铸铁
一、灰铸铁的化学成分、组织和性能
二、灰铸铁的孕育处理
三、灰铸铁的牌号和应用
四、灰铸铁的热处理
第三节 球墨铸铁
一、球墨铸铁的化学成分、组织和性能
二、球墨铸铁的牌号和用途
三、球墨铸铁的热处理
第四节 蠕墨铸铁
一、蠕墨铸铁的化学成分
二、蠕墨铸铁的组织与性能
第五节 可锻铸铁
一、可锻铸铁的化学成分和组织
二、可锻铸铁的牌号、性能及用途
第六节 合金铸铁
一、耐磨铸铁
二、耐热铸铁
三、耐蚀铸铁
习题与思考题

第九章 有色金属及粉末冶金材料
第一节 铝及铝合金
一、工业纯铝
二、铝合金分类及时效强化
三、变形铝合金
四、铸造铝合金
第二节 铜及铜合金
一、工业纯铜
二、铜合金的分类及牌号表示方法
三、黄铜
四、青铜
第三节 滑动轴承合金
一、对轴承合金性能的要求
二、轴承合金的组织特征
三、常用的轴承合金
第四节 粉末冶金材料
一、粉末冶金法及其应用
二、机械制造中常用的粉末冶金材料
习题与思考题

第十章 高分子材料、陶瓷材料及复合材料
第一节 高分子材料
一、基本概念
二、高聚物的合成
三、高聚物结构的特点
四、高聚物的物理状态(流变行为)
五、高聚物的分类和命名
六、常用高聚物材料——塑料
第二节 陶瓷材料
一、概述
二、陶瓷的组成相及其结构
三、陶瓷的性能及应用
第三节 复合材料
一、概述
二、复合材料的性能
三、常用复合材料
习题与思考题

第十一章 机械制造中零件材料的选择
第一节 机械零件的失效概述
一、失效的概念
二、零件的失效形式
三、零件的失效原因
第二节 机械零件的材料选择
一、选材的一般原则
二、选材的步骤及具体方法
第三节 典型零件的选材实例分析
一、齿轮类零件的选材
二、机床主轴的选材
三、手用丝锥的选材
四、冷作模具的选材
习题与思考题
附录
附录A 布氏硬度换算表
附录B 黑色金属硬度及强度换算
表(GB1172-74)
附录C 国内外常用钢钢号对照表
附录D 国内外部分铝及其合金牌号对照表
参考文献

精彩书摘

第一章 金属材料的力学性能
由于金属材料的品种很多，并具有各种不同的性能，能满足各种机械的使用和加工要求，故生产上得到广泛应用。
金属材料的力学性能是指金属在不同环境因素（温度、介质）下，承受外加载荷作用时所表现的行为。这种行为通常表现为金属的变形和断裂。因此，金属材料的力学性能可以理解为金属抵抗外加载荷引起的变形和断裂的能力。
在机械制造业中，大多数机械零件或构件都是用金属材料制成的，并在不同的载荷与环境条件下服役。如果金属材料对变形和断裂的抗力与服役条件不相适应，就会使机件失去预定的效能而损坏，即产生所谓“失效现象”。常见的失效形式有断裂、磨损、过量弹性变形和过量塑性变形等。从零件的服役条件和失效分析出发，找出各种失效抗力指标，就是该零件应具备的力学性能指标。显然，掌握材料的力学性能不仅是设计零件、选用材料时的重要依据，而且也是按验收技术标准来鉴定材料的依据，以及对产品的工艺进行质量控制的重要参数。
当外加载荷的性质、环境的温度与介质等外在因素不同时，对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能有：强度、塑性、刚度、弹性、硬度、冲击韧性、断裂韧度和疲劳等。下面分别讨论各种力学性能及其指标。
……

前言/序言

　　本书是在机械工业出版社出版的高等专科学校规划教材全书共分十一章，主要为：金属材料的力学性能；金属学基础知识；钢的热处理；金属的塑性变形及再结晶；常用的金属材料、非金属材料和复合材料；机械制造中零件材料的选择等。在每章后面都附有可供选用的习题与思考题。在全书最后备有四个附录，可供读者查阅。
　　本书是高等工业院校机械类专业的教材，也可供高等专科学校、职工大学、业余大学、高级职业学校和中等专业学校选用，还可供有关的工人和技术人员参考。此外，机械工业出版社出版的(机械工程材料实验)(王运炎编)和高等教育出版社出版的教学用参加本书修订编写的有：上海理工大学朱莉(第五、七、十章)；叶尚川(第九、十一章)；王运炎(绪论、第一、二、三、四、六、八章)。全书由王运炎、叶尚川主编；杨慧智主审。
　　参加本书审稿会议的还有：合肥联合大学王季琨教授、华北航天工业学院张继世教授、成都大学王孝达副教授、郑州机械高等专科学校李方才副教授等。他们对本书提出了很多宝贵意见，在此一并深表谢意。
　　因编者水平所限，书中不妥之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

铸就未来：先进材料与工程应用 本书简介 本书深入探讨了现代工程领域中至关重要的一个分支——先进材料的科学、制备、性能表征及其在尖端技术中的实际应用。内容涵盖了从基础的晶体结构、相变理论，到前沿的功能性材料设计与制造工艺，旨在为读者提供一个全面而深入的知识体系，以应对二十一世纪工程挑战。 第一部分：材料科学基础与微观结构控制 本部分构建了理解材料行为的理论基石。我们首先回顾了经典的固体物理与化学键合原理，重点分析了金属、陶瓷、聚合物三大类传统材料的微观结构特征，如晶格缺陷（位错、空位、间隙原子）如何主导宏观力学性能。 随后，我们将焦点投向材料的热力学与相图解读。详尽阐述了吉布斯自由能、化学势在多相平衡中的作用，并辅以大量实例解析二元及三元相图的实际意义，特别关注固溶体形成、共晶与共析反应的动力学过程。 材料的微观结构演化是本部分的核心。详细介绍了扩散理论（Fick定律及其修正），晶粒尺寸、晶界能对材料性能的约束作用。着重讨论了固态反应、沉淀强化机制（如时效处理），以及热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）对材料内部组织结构和性能的精细调控。 第二部分：高性能结构材料的创新 本部分聚焦于对承载能力、可靠性和极端环境适应性要求极高的结构材料。 2.1 先进金属材料 超越传统钢铁材料，本书深入剖析了高性能铝合金、钛合金和镍基高温合金的冶金学基础与制备技术。针对航空航天、能源领域的关键需求，详细阐述了如何通过元素添加、特定热处理路径（如ICP-OES控制的析出相形成）来提升材料的抗蠕变性、抗疲劳裂纹扩展速率（KIC）和高/低温强度比。特别设立章节讨论了金属基复合材料（MMC）的界面设计与增强机制，以及增材制造（3D打印）技术对金属材料微观结构带来的新颖影响与挑战。 2.2 工程陶瓷与复合材料 本书系统介绍了氧化物、非氧化物陶瓷（如SiC、Si3N4、Al2O3）的制备路线（如固相烧结、反应烧结、溶胶-凝胶法）。强调了陶瓷的断裂韧性问题及其解决策略，如第二相增韧（TWZPS，裂纹偏转、桥接）和纳米化设计。复合材料部分着重分析了纤维增强复合材料（FRC）的力学性能分析，包括层合板的经典层合板理论（CLT）应用，以及纤维与基体间界面粘结强度的优化方法。 第三部分：功能材料的原理与应用 随着信息、能源和生物技术的飞速发展，功能材料的重要性日益凸显。本部分从材料的电子结构和电磁特性出发，解析其功能实现的基础。 3.1 电子与磁性材料 详细阐述了半导体材料的能带理论、载流子输运机制，并对比了III-V族与IV族半导体的特性。在磁性材料方面，系统介绍了铁磁性、反铁磁性、居里温度等概念，重点分析了软磁材料（如坡莫合金）和硬磁材料（如NdFeB永磁体）的微观结构调控以实现高矫顽力和高剩磁。此外，对巨磁阻效应（GMR）和隧道磁阻效应（TMR）在传感器和存储器件中的应用进行了深入探讨。 3.2 能源转换与存储材料 聚焦于可持续发展，本书详细论述了电化学储能材料。在锂离子电池领域，深入剖析了正极材料（NMC、LFP）、负极材料（石墨、硅基材料）的结构稳定性、离子扩散动力学以及固态电解质的离子电导率机制。在光伏领域，讲解了晶体硅电池的PN结原理，并对钙钛矿太阳能电池的界面工程和长期稳定性挑战进行了前瞻性分析。同时，探讨了热电材料（Seebeck效应、ZT值优化）在余热回收中的应用潜力。 3.3 智能与仿生材料 本章探索了能够响应外界刺激（温度、电场、光照、pH值）而改变性能的材料。详细介绍了形状记忆合金（SMA，如NiTi）的马氏体相变机制和超弹性行为。形状记忆聚合物（SMPs）的动态交联网络设计原理也被引入。此外，还探讨了仿生结构材料的设计思想，如何通过模仿自然界的分级结构来实现材料的超强韧性或特殊光学性能。 第四部分：材料的表征、计算与服役安全 理解和预测材料行为，必须依赖先进的表征手段和计算模型。 4.1 材料性能的实验表征技术 系统梳理了现代材料科学中不可或缺的分析技术： 结构分析： X射线衍射（XRD）的晶体结构解析，透射电子显微镜（TEM）对亚纳米级组织的成像与成分分析（EDS/EELS）。 形貌与表面分析： 扫描电子显微镜（SEM）的形貌观察、原子力显微镜（AFM）的表面粗糙度测量。 性能测试： 疲劳（S-N曲线、E-N曲线）、蠕变、冲击韧性（Charpy/Izod）的测试标准与数据解读。 4.2 计算材料学导论 本书引入了第一性原理计算（DFT）在预测材料电子结构、能带结构和缺陷能级中的应用。同时，阐述了分子动力学模拟（MD）在模拟扩散、界面迁移和原子尺度塑性变形过程中的优势。通过计算模型与实验数据的结合，实现材料性能的理性设计和快速筛选。 4.3 材料的服役失效分析 强调了从宏观到微观的系统性失效分析流程。重点解析了腐蚀（电化学腐蚀、应力腐蚀开裂SCC、氢致脆化）的机理与防护策略（如缓蚀剂、涂层技术）。在机械失效方面，详细分析了疲劳断口特征（爬行区、塑性区、瞬断区）、蠕变断裂的微观机制，以及如何通过材料选择和载荷设计来提升关键部件的使用寿命与安全性。 结语 本书内容跨越基础理论到工程实践，旨在培养读者运用材料科学思维解决复杂工程问题的能力，为高新技术领域的研发和制造提供坚实的理论和技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

对于一个动手能力比较强的学生来说，理论知识如果不能和实际操作挂钩，那读起来总觉得缺点“烟火气”。幸运的是，这本书在这方面做得非常出色。它不是那种只停留在纸面上的理论圣经，而是处处透露着“实验室的味道”。我特别关注了关于材料加工硬化和恢复过程的章节，书里详尽地描述了不同变形程度下，材料内部微观结构的演变，甚至配有扫描电镜（SEM）下的微观形貌图，这让我能清晰地“看到”塑性变形的痕迹。更难得的是，它在介绍陶瓷材料的韧性设计时，没有回避其脆性大的固有缺陷，而是提供了多种提高其断裂韧性的有效途径，比如引入第二相颗粒增强或者梯度结构设计。每一次阅读，都像是在进行一次模拟的材料筛选过程，作者总是引导我们思考：在给定的载荷和使用环境下，我们该如何“驯服”这些原始材料，让它们更好地服务于工程目的。这本书的案例分析往往指向一些具体的工业应用场景，比如航空发动机叶片的热障涂层技术，这让抽象的物理化学原理立刻变得鲜活起来，极大地增强了学习的代入感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的广度令人赞叹，但深度也绝对没有妥协。我尝试去对比一些其他参考书，发现它在涉及到材料的“环境行为”时，考虑得更为全面和深入。例如，在腐蚀章节中，它不仅仅停留在电化学腐蚀的基础理论，而是详细分析了应力腐蚀开裂（SCC）和氢脆等复杂失效模式的耦合作用机理。这对于那些未来想从事海洋工程或石油化工领域的学生来说，简直是宝藏级的知识储备。我记得我花了一个下午的时间，仔细研读了关于高分子材料蠕变和老化特性的部分，书中对分子链松弛时间尺度的讨论，非常严谨地运用了统计力学和热力学原理，这对我理解塑料和橡胶在长期载荷下的性能衰减至关重要。而且，这本书在排版和索引上做得非常人性化，每当我在查找某个特定术语的定义或公式推导时，都能迅速定位，这在做项目研究需要快速查阅资料时，效率提升了一大截。它不像某些教材那样“一刀切”，而是充分考虑了不同学科背景读者的需求，保持了一种恰到好处的平衡感。

评分☆☆☆☆☆

这本《机械工程材料（第3版）》给我的感觉，简直就像是拿到了一本武功秘籍，不过这里的“武功”换成了扎实的材料科学知识。我记得我刚开始翻阅的时候，对“晶体结构”和“相变”这些概念还有些模糊，毕竟高中物理里接触的都是宏观的东西。但这本书的作者，像是耐心的老教授，把这些微观世界的奥秘，用一种极其形象又逻辑严密的方式展现了出来。特别是关于合金的设计思路，它不是简单地罗列不同材料的性能参数，而是深入剖析了为什么某种元素会改变钢的韧性或强度。我记得有一章节专门讲了新型复合材料的制备工艺，那块内容我读了好几遍才算真正理解了纤维和基体的界面作用力是如何影响整体强度的。这本书的插图和图表设计得非常精妙，那些应力-应变曲线图，配合着具体的失效案例分析，让人瞬间就能明白理论的实际意义。我尤其欣赏它在介绍材料失效分析时的那种严谨性，从疲劳断裂的萌生到扩展，每一个阶段的描述都充满了工程学的智慧。读完它，我感觉自己对“选择合适的材料来解决工程问题”这件事，有了一种全新的、更具深度的理解，不再是凭经验瞎猜，而是基于科学原理的精准判断。

评分☆☆☆☆☆

从一个刚毕业不久的工程师的角度来看，这本书的价值在于它提供了一个坚实的“知识脚手架”。我们学校里教的很多知识点都是离散的，但这本书成功地将力学、热学、化学和物理学等多个学科的知识点，编织成了一个统一的材料科学知识体系。我特别欣赏它对“计算材料学”的介绍，虽然没有深入到编程层面，但它清晰地阐述了利用有限元方法（FEM）模拟材料性能预测的原理和局限性。这让我意识到，未来的材料设计将越来越依赖于计算模拟，而不是单纯的试错。此外，书中对先进材料，特别是智能材料（如形状记忆合金）的介绍，展现了材料科学的无限可能性。它不仅描述了材料的现状，更预示了未来的发展方向。这本书的结构设计，让我能够清晰地规划自己的学习路径，既可以针对性地深入某个感兴趣的领域，也可以系统地构建对整个材料领域的宏观认知。它不是终点，而是一个卓越的起点，引导读者走向更专业、更前沿的研究领域。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我原本以为这本教材会是一本枯燥乏味的工具书，堆砌着密密麻麻的性能数据和标准规范。没想到，这本书的叙事方式非常具有启发性，它更像是一部材料发展史的编年史。开篇对金属热处理历史的梳理，让我体会到了人类在控制物质形态方面所付出的巨大努力。阅读过程中，我多次被作者在描述材料的“个性化”时所采用的生动比喻所折服。比如，它描述高熵合金时，那种“多组分、多尺度协同效应”的复杂性，就像是在描述一个高难度的交响乐团，每个元素都必须恰到好处才能奏出和谐的乐章。这本书的章节组织也体现了一种高超的教学智慧，它遵循着从基础理论到实际应用的递进路线，从晶格缺陷讲到宏观力学性能，过渡得极其自然。我最喜欢的是它对现代制造技术，比如增材制造（3D打印）所用材料的探讨，这部分内容紧跟时代前沿，并没有停留在传统的铸锻焊工艺上，显示出编者紧跟工程实践的努力。总而言之，这本书的价值不仅在于传授知识，更在于激发读者对材料科学更深层次的好奇心和探索欲。

评分☆☆☆☆☆

②民主平等是指在学术面前人人平等，在知识面前人人平等。不因家庭背景、地区差异而歧视，不因成绩落后、学习困难遭冷落。民主的核心是遵照大多数人的意志而行事，教学民主的核心就是发展、提高多数人。可是总有人把眼睛盯在几个尖子学生身上，有意无意地忽视多数学生的存在。“抓两头带中间”就是典型的做法。但结果往往是抓“两头”变成抓“一头”，“带中间”变成“丢中间”。教学民主最好的体现是以能者为师，教学相长。信息时代的特征，能者未必一定是教师，未必一定是“好”学生。在特定领域，特定环节上，有兴趣占有知识高地的学生可以为同学“师”，甚至为教师“师”。在教学中发现不足，补充知识、改善教法、

评分☆☆☆☆☆

有些新兴材料没有涉及到

评分☆☆☆☆☆

不错

评分☆☆☆☆☆

书还是不错的

评分☆☆☆☆☆

本书是在机械工业出版社出版的高等专科学校规划教材全书共分十一章，主要为：金属材料的力学性能；金属学基础知识；钢的热处理；金属的塑性变形及再结晶；常用的金属材料、非金属材料和复合材料；机械制造中零件材料的选择等。在每章后面都附有可供选用的习题与思考题。在全书最后备有四个附录，可供读者查阅。

评分☆☆☆☆☆

书有点旧了好像京东的书都这样

评分☆☆☆☆☆

不错不错不错不错不错不错

评分☆☆☆☆☆

现在正需要这本书，内容很专业，讲解的 非常详细，容易理解，还有很所实例讲解！很不错！

评分☆☆☆☆☆

快递给力，服务态度超好