机械零件选材及热处理设计手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张玉庭 等 著

图书标签:

• 机械设计
• 机械工程
• 材料科学
• 热处理
• 零件选材
• 工程技术
• 工业工程
• 制造工艺
• 机械制造
• 金属材料

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111444824

版次：1

商品编码：11424831

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-03-01

用纸：胶版纸

页数：1017

正文语种：中文

编辑推荐

　　

内容简介

《机械零件选材及热处理设计手册》是机械零件设计选材及确定热处理技术条件的工具书，也是一本介于机械冷、热加工之间的桥梁工具书。
全书内容包括机械零件选材和热处理方法选择原则，各种材料和热处理技术要求在图样上标注的方法及工艺路线安排。本手册重点突出对汽车和其他不同用途的齿轮 、轴杆 、弹簧 、 轴承 、紧固件五大类机械基础零件的选材和热处理技术要求的详细介绍。同时还介绍了高铁、船舶及海洋工程、石化、冶金、矿山、建筑、农机具、电机电器、机床、工模具和工业炉窑等零件的选材和热处理技术条件确定。
本手册内容系统全面，技术数据可靠，标准最新，具有实用性、知识性和自学性，是一本机电产品设计人员不可多得的必备工具书。
本手册可供机电产品设计人员，特别是年轻技术人员选择材料及热处理工艺方法使用。也可供金属材料及热处理技术人员和其他科研人员、设计人员、工艺人员和相关专业的在校师生参考。

目录

前言
第一章机械零件选材原则及材料在
图样上的标注方法1
第一节机械零件的选材原则1
一、选材要保证零件的机械性能1
二、选材要保证零件的工艺性能1
三、选材要考虑性价比和经济性2
第二节选材和失效3
一、机械零件的失效形式3
二、机械零件失效的原因4
第三节选材的要求4
一、选材的标准化4
二、机械零件的系列化5
三、零部件选材的通用化5
四、模块化设计7
第四节选材和节能环保9
一、控制污染大气的物质排放9
二、控制工业废水排放9
三、固体废弃物的处理、处置和利用9
四、轿车座舱空气质量的控制10
第五节选材和轻量化11
一、轻量化技术的优越性11
二、实现轻量化的措施11
三、机电产品轻量化技术的实现途径12
四、汽车如何实现轻量化12
第六节选材和安全13
一、汽车零件选材的安全性13
二、压力容器选材的安全性13
第七节产品设计、选材和回收14
一、机械零件设计与回收14
二、回收和拆解14
三、汽车材料回收标识和标记15
第八节材料在产品图样上的标注方法16
一、一般原则16
二、金属材料的标注方法17
三、非金属材料的标注方法38
第二章机械零件热处理方法选择
原则41
第一节预备热处理在零件成形过程中的
选用41
一、退火方法的选用41
二、正火方法的选用42
三、钢铁零件退火与正火42
四、退火与正火工艺方法的选用原则43
五、调质(淬火+高温回火)工艺应用
原则43
六、预备热处理在有色金属零件上的
应用44
第二节最终热处理在机械零件设计时的
选用45
一、钢铁零件热处理技术要求45
二、最终热处理在有色金属零件中的
应用46
三、最终热处理方法选用注意事项48
第三节高温化学热处理方法的选用49
一、渗碳49
二、碳氮共渗52
第四节低温化学热处理方法的选用53
一、气体渗氮53
二、离子渗氮55
三、氮碳共渗56
四、盐浴硫氮碳共渗58
五、低温电解渗硫58
六、低温化学热处理方法选用原则59
第五节感应淬火和火焰淬火的选用61
一、概述61
二、感应淬火62
三、火焰淬火63
第六节表面强化和表面防护方法的选用64
一、喷丸强化64
二、滚压65
三、表面清理除锈66
四、各种表面强化效果比较67
第七节热处理零件的工艺性设计原则69
一、热处理工艺设计考虑原则69
二、淬硬性和淬透性设计考虑原则69
三、钢的淬透性和淬硬性运用原则71
四、钢的其他工艺性能考虑原则74
五、零件结构设计的合理性75
六、感应淬火对零件结构设计的要求79
第八节热处理硬度确定和换算81
一、硬度概述81
二、力学性能换算82
三、有色金属合金的硬度与强度87
四、主要有色金属与钢铁材料的耐蚀性88
五、汽车零件的常用材料及热处理硬度
规定88
第九节选材和金相组织90
一、晶体结构与性能间的关系90
二、我国常用金相组织控制标准91
第三章热处理技术要求在图样上的标注
及工艺路线安排93
第一节热处理技术要求在产品图样上的
标注93
一、热处理技术要求在零件图样上的
标注93
二、表面硬度的各种检测方法95
三、有效硬化层深度标注97
四、渗碳和碳氮共渗零件的标注98
五、渗氮零件的标注99
六、整体零件热处理的标注101
七、齿轮的热处理硬化标注103
八、渗碳层深度的标注104
第二节感应淬火和火焰淬火后硬化区
位置的确定105
一、感应淬火硬化区位置的确定原则105
二、齿轮硬化层分布标注109
第三节热处理工艺路线安排109
一、工艺路线安排的一般原则110
二、预备热处理工序110
三、最终热处理工序110
第四节材料的切削加工性能112
一、化学成分与切削加工性能的关系112
二、金相组织对切削加工性能的影响113
三、影响切削加工性能的其他因素116
四、切削加工和加工硬化117
五、热处理和可加工性的合理配合118
六、非金属材料的可加工性119
第四章齿轮类零件的选材及热处理120
第一节齿轮对材料和热处理的要求120
一、齿轮工作时的受力状况120
二、齿轮传动的功能要求120
三、选材和热处理要求120
第二节齿轮的失效形式121
一、轮齿折断121
二、齿面点蚀122
三、齿面磨损123
四、齿面胶合123
五、齿轮塑性变形124
第三节按齿面接触疲劳强度选材125
一、按软齿面齿轮的接触疲劳强度选材125
二、按硬齿面齿轮的接触疲劳强度选材126
第四节按轮齿弯曲疲劳强度选材129
一、按软齿面齿轮的弯曲疲劳强度选材129
二、按硬齿面齿轮的弯曲疲劳强度选材129
第五节按齿轮钢的淬透性选材130
一、齿轮用钢淬透性130
二、调质硬度和淬硬层深度130
三、按渗碳齿轮钢的淬透性选材131
第六节齿轮的选材和寿命系数、安全
系数133
一、寿命系数133
二、最小安全系数134
第七节正火的低碳锻钢、铸钢齿轮134
一、低碳锻钢和铸钢齿轮材料134
二、热处理135
第八节铸铁齿轮和热处理136
一、铸铁齿轮和热处理方法136
二、铸铁齿轮的接触疲劳和弯曲疲劳
曲线136
三、各种铸铁的具体性能和组织136
四、铸铁齿轮质量控制139
第九节调质的锻钢齿轮和铸造齿轮139
一、软齿面齿轮139
二、调质齿轮截面尺寸的控制140
三、接触疲劳极限和弯曲疲劳极限142
四、齿轮力学性能和齿轮副选配142
五、调质锻钢、铸钢齿轮的质量控制144
第十节渗碳和碳氮共渗处理的齿轮145
一、齿轮渗碳的各种参数146
二、表面硬化齿轮的渗层深度146
三、齿轮毛坯的预备热处理147
四、接触疲劳和弯曲疲劳曲线148
五、齿轮的质量控制149
第十一节齿轮的感应淬火和火焰淬火152
一、表面淬火的运用152
二、材料选择152
三、热处理技术条件152
第十二节齿轮的渗氮和氮碳共渗处理154
一、渗氮154
二、氮碳共渗158
第十三节齿轮用有色金属材料及热处理160
一、齿轮用各种铜合金160
二、齿轮用铜合金的热处理和力学性能161
第十四节粉末冶金齿轮和塑料齿轮162
一、粉末冶金齿轮的优缺点162
二、粉末冶金齿轮的选材及热处理163
三、粉末冶金齿轮实例170
四、国外粉末冶金齿轮170
五、塑料齿轮175
第十五节汽车、拖拉机、摩托车齿轮用
钢及热处理179
一、选材和常规热处理179
二、轿车和轻型汽车齿轮的选材及热
处理182
三、中、重型汽车齿轮的选材及热处理188
四、拖拉机齿轮用钢及热处理192
五、摩托车齿轮用材及热处理192
第十六节蜗杆、蜗轮选材及热处理194
一、失效形式194
二、蜗杆材料及热处理方法选择194
三、蜗轮材料及热处理方法选择195
四、蜗杆、蜗轮副材料选配和许用接触
应力196
五、蜗杆、蜗轮的选材及热处理实例196
第十七节机床齿轮的选材及热处理197
一、机床齿轮选材及热处理设计原则198
二、机床齿轮的预备热处理198
三、机床齿轮最终热处理工艺方法选择199
四、机床齿轮选材及热处理实例202
第十八节特殊齿轮的选材及热处理203
一、高速齿轮的选材及热处理203
二、低速和重载齿轮的选材及热处理205
三、航空齿轮的选材及热处理212
四、风电齿轮的选材及热处理212
五、石油钻头牙轮选材及热处理213
六、石油钻机齿轮的选材及热处理214
七、石油钻机转盘齿轮的选材及热处理215
第五章汽车、拖拉机、机床轴杆管类
零件选材及热处理216
第一节轴的分类、失效及对材料的要求216
一、轴的分类216
二、轴的工作条件、损坏形式及对材料的
要求217
第二节轴杆件常用材料及热处理218
一、选材218
二、轴杆热处理220
第三节机床轴杆件的选材及热处理221
一、机床主轴的材料及热处理要求221
二、典型机床主轴材料及热处理222
三、主轴选材及热处理实例224
四、丝杠的材料选用及热处理226
第四节汽车、拖拉机轴杆件的选材及热
处理230
一、曲轴的选材及热处理230
二、凸轮轴的选材及热处理234
三、连杆的选材及热处理236
四、发动机气门挺杆的选材及热处理239
五、载货汽车半轴的选材及热处理240
六、载货汽车前轴选材及热处理243
七、球叉式等速万向节左右叉轴选材及
热处理244
八、轿车球笼式万向节中的轴杆件选材及
热处理244
九、万向节十字轴的选材及热处理246
十、汽车其他轴杆件的选材及热处理247
第五节其他轴杆类零件的选材及热处理248
一、农机具轴杆件的选材及热处理248
二、汽轮机控制阀杆的选材及热处理248
第六节管类零件选材及热处理249
一、电厂锅炉用钢管和钢板的选材及
热处理249
二、汽车、拖拉机和机床用钢管的选材及
热处理253
第七节轴杆件低温化学热处理和热处理
变形控制262
一、低温化学热处理在轴类零件上的
选用262
二、预备热处理前后的变形公差262
三、轴杆类零件最终热处理后变形公差263
四、轴上键槽淬火控制变形量264
五、机床丝杠、轴类零件时效前后变形
公差264
第六章弹性元件的选材及热处理265
第一节弹性元件的工况和失效265
一、弹簧的工况265
二、弹簧的失效形式265
第二节弹簧钢265
一、弹簧钢的分类和应用范围265
二、弹簧钢的性能要求265
第三节弹簧钢热轧型材268
一、弹簧钢热轧型材的用途和特点268
二、热轧型材的类型269
三、热轧弹簧钢的热处理特性269
第四节弹簧钢冷轧型材271
一、各种钢丝选用原则271
二、冷拔钢丝与冷轧钢带272
三、冷拔强化钢丝与冷轧强化钢带273
第五节弹性合金283
一、高弹性合金283
二、恒弹性合金288
第六节非金属弹性材料的选用290
一、橡胶290
二、增强塑料292
第七节弹簧元件的选材原则294
一、金属材料294
二、非金属材料297
第八节弹簧的热处理和表面强化处理297
一、弹簧的热处理297
二、弹簧的表面强化处理299
三、弹簧的表面防护302
第九节弹簧的选材及热处理实例302
一、圆柱螺旋弹簧302
二、板弹簧304
三、膜片碟簧306
四、扭杆弹簧（含稳定杆）307
五、轿车悬架弹簧309
六、平面涡卷弹簧310
七、机床弹簧夹头311
第七章轴承零件的选材及热处理314
第一节高碳铬滚动轴承钢314
一、钢号和化学成分314
二、对原材料和预备热处理的技术要求314
三、高碳铬滚动轴承钢的选用原则和
实用范围317
第二节高碳铬滚动轴承钢零件的热处理318
一、淬火、回火318
二、轴承零件贝氏体等温淬火后的技术
要求319
三、钢球压碎负荷要求319
四、热处理其他技术要求319
第三节渗碳和碳氮共渗轴承钢323
一、渗碳轴承钢的化学成分324
二、渗碳钢制轴承零件热处理324
三、渗碳轴承钢的具体应用326
四、碳钢钢球渗碳淬、回火技术要求327
五、保持架和滚针轴承外圈碳氮共渗
热处理328
第四节中碳钢和中碳耐冲击轴承钢零件的
选材及热处理330
一、中碳钢轴承零件热处理330
二、中碳耐冲击轴承钢零件的选材及
热处理330
三、特大及重大型轴承零件材料的选用及
热处理332
第五节不锈钢轴承零件的选材及热处理333
一、材料333
二、高碳铬不锈钢滚动轴承零件热处理333
三、其他不锈钢轴承零件的热处理336
四、不锈钢轴承零件的选材实例336
第六节高温轴承钢的热处理336
一、高速钢型高温轴承钢336
二、高温不锈轴承钢339
三、高温渗碳轴承钢339
四、高温轴承钢实例340
第七节其他滚动轴承材料341
一、低淬透性轴承钢341
二、无磁轴承钢341
三、镍基和钴基合金341
四、工程塑料保持架341
五、其他滚动轴承材料的选用342
六、滚动轴承润滑材料343
七、滚动轴承密封材料346
第八节滑动轴承的材料选用347
一、金属滑动轴承材料347
二、非金属滑动轴承材料348
三、推力轴承材料349
四、多孔质金属轴承349
五、轴瓦350
六、其他类型滑动轴承用材简介351
第九节典型轴承零件选材及热处理352
一、火车滚动轴承352
二、汽车滚动轴承353
三、内燃机连杆瓦355
第八章紧固件的选材及热处理360
第一节紧固件的连接紧固、失效和选用360
一、紧固件连接和紧固360
二、螺纹紧固件的工况和失效360
三、螺纹紧固件的选用原则361
第二节螺纹紧固件的性能等级和材料、
硬度之间的关系361
一、材料361
二、紧固件用冷镦钢363
三、保证载荷366
四、热处理368
五、在图样上的其他要求368
第三节粗、细牙螺母的选材及热处理368
一、粗牙螺母368
二、细牙螺母372
三、有效力矩型钢六角锁紧螺母375
四、蝶形螺母保证扭矩378
第四节不锈钢紧固件的选材及热处理379
一、不锈钢螺栓、螺钉和螺柱379
二、不锈钢螺母382
三、不锈钢紧定螺钉385
四、不锈钢自攻螺钉386
第五节高低温用螺纹紧固件的选材及
热处理387
一、螺纹连接副的种类和用途387
二、材料388
三、热处理388
四、其他说明389
第六节有色金属和塑料紧固件的选材及
热处理389
一、有色金属紧固件389
二、塑料紧固件392
第七节铆钉的选材及热处理392
一、抽芯铆钉392
二、其他铆钉395
三、铆钉的热处理要求395
第八节专用螺纹紧固件的选材及热处理395
一、螺钉的选材及热处理395
二、垫圈、挡圈、卡簧的选材及热处理397
三、销的选材及热处理398
四、键的选材及热处理398
五、调整螺栓、螺母的选材及热处理398
第九节紧固件防腐398
一、电镀锌399
二、镀锌、铬400
三、发蓝处理和磷化处理401
第十节紧固件的应用401
一、内燃机401
二、轿车变速器403
三、轿车车轮和制动装置404
第九章高铁、船舶及海洋工程用钢和
热处理406
第一节火车车轴用钢和热处理406
一、铁路机车用合金钢车轴技术条件406
二、50钢车轴技术条件408
第二节重型钢轨用钢和性能要求408
一、对钢轨的性能要求408
二、热轧钢轨的技术要求409
第三节辙叉钢轨的选材及热处理411
一、AT钢轨411
二、高锰钢辙叉413
三、道岔钢轨件淬火技术条件414
第四节其他用途钢轨的选材和性能要求415
一、轻型钢轨用钢及热处理415
二、起重用钢轨416
三、异形钢轨416
四、武钢工业用钢轨416
第五节钢轨的全长热处理417
一、全长淬火钢轨技术要求417
二、拉伸性能418
三、其他要求419
第六节轮箍和车轮的选材及热处理419
一、轮箍419
二、车轮420
第七节铁道用铸钢件、锻钢件423
一、铸钢件423
二、合金钢锻件426
第八节铁道行业热处理通用技术条件427
一、零件热处理前的表面质量要求427
二、热处理技术要求428
三、热处理具体参数428
第九节铁路桥梁用钢和热处理429
一、桥梁用结构钢429
二、铁路桥梁钢支座433
三、高速铁路桥梁用钢434
第十节耐候钢和不锈钢在火车上的应用435
一、铁道车辆用耐大气腐蚀钢436
二、宝钢耐腐蚀结构用热连轧钢板及
钢带437
三、不锈钢在车厢上的应用440
第十一节铁路其他重要零件的选材及
热处理440
一、机车、动车柴油机用球墨铸铁曲轴440
二、机车车辆悬挂装置钢制螺旋弹簧441
第十二节船舶与海洋工程结构用钢及
热处理441
一、分类和牌号441
二、化学成分442
三、热处理和力学性能443
四、表面质量445
五、钢材交货状态和冲击检验批量445
六、中外船舶用钢级别对应关系447
第十三节船用金属螺旋桨448
一、螺旋桨的类型和精度要求448
二、螺旋桨材料、热处理和性能要求449
三、螺旋桨的质量控制450
第十四节舰船用钢和热处理实例450
一、航母用钢板和热处理450
二、核潜艇壳体用材451
三、LNG船用殷瓦钢和热处理452
第十章汽车冲压件选材453
第一节冲压板材的选用原则453
一、冲压件选用板材的原则453
二、冲压件对金属板材性能的要求454
三、钢板成形极限图（FLD）457
四、冲压工艺对冲压材料性能的要求458
五、冲压零件常见的失效形式460
第二节常用冲压钢板和钢带461
一、各种冲压钢板和钢带461
二、冷轧低碳钢板和钢带463
三、优碳钢深拉深冷轧薄钢板465
四、常用冲压板材的热处理和力学性能467
第三节冲压用有色金属和非金属板材、
带材470
一、有色金属板材、带材470
二、非金属材料472
第四节汽车用高强度冷连轧钢板和钢带474
一、冲压薄板的发展趋势474
二、冷轧钢板的强化机制474
三、高强度冷连轧钢板和钢带476
第五节汽车用高强度热轧钢板及钢带482
一、高强度热轧钢板的强化机制482
二、热轧钢板和钢带的基本要求483
三、各种热轧高强度钢板483
第六节汽车用涂镀层钢板489
一、连续热镀锌钢板及钢带489
二、连续电镀锌、锌镍合金镀层的钢板和
钢带497
三、连续热镀铝锌合金镀层钢板及钢带500
四、镀层钢板的耐蚀性504
第七节轿车车身冲压件选材505
一、经济型轿车车身的选材507
二、中档轿车车身选材511
三、高档轿车车身选材517
第八节载货汽车冲压件选材520
一、驾驶室520
二、车架520
三、车厢522
第九节轿车零件轻量化522
一、结构设计轻量化523
二、运用高强度钢板523
三、运用铝镁合金525
四、非金属材料528
第十一章冶金、工矿、建筑等机械
零件的选材及热处理532
第一节冶金机械零件的选材及热处理532
一、轧机轧辊的选材及热处理532
二、锻钢轧辊533
三、电渣熔铸合金钢轧辊538
四、铸铁的轧辊538
五、国内外铸钢、铸铁轧辊选材实例541
六、无缝钢管轧机轧辊543
第二节凿岩、钻探和采掘机械零件的
选材及热处理545
一、凿岩机械零件的选材及热处理545
二、非整体钎杆钎尾的选材及热处理547
三、凿岩机钎头548
四、凿岩机活塞的选材及热处理550
五、凿岩机主要渗碳件的材料选择及
热处理551
六、其他气动工具零件的选材及热处理552
七、牙轮钻机三牙轮钻头的选材及
热处理554
八、钻探机械钻具的选材及热处理555
九、采掘机械用齿座的选材及热处理555
十、矿山机械常用耐磨钢555
第三节起重运输机械构件的选材及
热处理558
一、起重运输机金属结构常用材料的
分类558
二、起重机金属结构选择材料的原则560
三、起重机用钢丝绳560
四、起重机械典型零件的选材及热处理565
第四节建筑机械零件的选材及热处理569
一、建筑材料类型简介569
二、建筑结构用钢板和钢带的选材及
热处理570
第五节建筑用不锈钢板、彩钢板及
铝合金581
一、不锈钢冷轧钢板和钢带581
二、建筑用冷、热和彩色涂层钢板及
花纹钢板586
三、建筑用铝合金型材的牌号和热处理586
第六节建筑用钢筋、钢管和型钢590
一、钢筋590
二、钢管596
三、型钢599
第七节液压主要零件的选材及热处理600
一、结构和热处理特点600
二、液压主要零件的选材及热处理技术
要求601
第八节耐磨钢和耐磨铸铁的选材及热
处理603
一、拖拉机、推土机和挖掘机履带用
耐磨钢及热处理603
二、抗磨白口铸铁和球铁604
第十二章石油化工机械零件的选材及
热处理607
第一节石油天然气工业输送钢管的选材及
热处理607
一、A级钢管607
二、B级钢管614
三、C级钢管619
第二节石油开采用抽油杆等的选材及
热处理624
一、抽油杆的分类和用途625
二、材料和力学性能625
三、抽油杆和附件代号的表示方法628
四、抽油杆的生产工艺和热处理实例629
第三节石油开采用各种钻杆的选材及
热处理629
一、方钻杆629
二、石油天然气工业铝合金钻杆630
三、钢制钻杆接头631
四、钻挺631
五、油管和套管632
六、油水井用油管633
七、油气井射孔枪用无缝钢管634
八、经济型抗CO2和CO2+H2S腐蚀油
套管635
九、螺杆钻具636
十、泥浆泵活塞杆的选材及热处理637
第四节化工企业用各种不锈钢638
一、各种不锈钢的牌号、特性和应用638
二、不锈钢的热处理和性能641
第五节石油化工企业常用介质的选材644
一、各种酸碱图表644
二、不同化学介质的钢材选用647
第六节化工用压力容器的选材及热处理649
一、化工用压力容器649
二、反应釜666
三、压力容器选材及热处理实例667
四、压缩机零件的选材及热处理671
第七节石油、化工机械零件选材实例672
一、石油精炼装置选材672
二、石油化工装置选材673
三、氯碱、化纤、化肥装置选材673
四、油田、油井、气田、气井装置选材674
五、炼油厂设备选材674
六、硝酸设备和高温高压设备选材675
第十三章农机具零件的选材及
热处理676
第一节农机具零件的工作特点和性能
要求676
一、工况和失效676
二、硬度等性能要求677
三、影响农机具零件耐磨性的各种因素679
四、金相组织和耐磨性679
第二节常用耕种农机具零件的选材及
热处理680
一、水旱两用拖拉机牵引铧式犁680
二、窜垡型水田铧式犁680
三、中耕机土壤工作部件681
四、旋耕机械——刀和刀座683
第三节各种收割采摘刀具的选材及
热处理684
一、农业机械——切割器684
二、甩刀式切碎机切碎刀片686
三、铡草和饲料切碎刀片686
四、剪毛机刀片686
第四节粮、棉、油等加工金属零件的
选材及热处理687
一、脱粒机主要零件的选材及热处理687
二、榨油机榨螺的选材及热处理687
三、粉碎机锤片的选材及热处理688
四、筛片的选材及热处理688
五、颗粒饲料压粒机环模与压辊的
热处理689
六、轧棉花机、剥绒机锯片和肋条的
选材及热处理689
七、粮油机械铸件通用技术条件690
第五节各种手用农机具的选材及热处理691
一、工况和失效691
二、选材及热处理691
第六节林业机械零件的选材及热处理692
一、林木链锯锯链692
二、林木链锯导板693
三、气动果树剪枝机693
四、人造木工板热磨机693
第十四章缸体、壳体、阀体、机床导
轨及附件的选材及热处理694
第一节内燃机缸体、缸盖的选材及
热处理694
一、缸体、缸盖的选材及热处理技术
要求694
二、缸体、缸盖用材料热处理工艺的
选用原则695
三、国内外缸体、缸盖选材及热处理
实例695
四、缸体、缸盖用灰铸铁技术质量698
第二节各种壳体的选材及热处理699
一、壳体支承类零件的功能和性能要求699
二、壳体的选材及热处理699
第三节各种轮类零件的选材及热处理700
一、链轮的选材及热处理700
二、飞轮的选材及热处理701
三、带轮、惰轮、张紧轮的选材及
热处理701
第四节各种泵体和偶件、阀体的选材及
热处理702
一、各种泵体常用材料及热处理702
二、液压阀零件的选材及热处理703
三、油泵油嘴偶件的选材及热处理703
第五节内燃机进排气门的选材及热处理704
一、进排气门的工况和结构特点704
二、进排气门常用的材料及热处理704
三、国内外汽车发动机进排气门的
选材及热处理708
四、轿车发动机进排气门应用实例714
五、排气门选材注意事项714
第六节机床导轨的选材及热处理714
一、机床导轨用材料714
二、机床导轨热处理716
第七节机床箱体和附件的选材及热处理716
一、机床箱体选材716
二、机床基础件的选材及热处理716
三、机床附件的选材及热处理716
第十五章电器常用金属材料及
热处理718
第一节导电金属材料的选材及热处理718
一、金属导电特性和热处理强化718
二、铜和铜合金720
三、铝和铝合金723
四、复合导电金属725
第二节常用电阻合金的选材及热处理726
一、调节器用电阻合金726
二、精密元件用电阻合金727
三、电位器用电阻合金728
四、传感元件用电阻合金728
五、电热用电阻合金731
第三节软磁材料的选材及热处理739
一、软磁材料的性能739
二、软磁材料的品种、主要特点和
应用范围740
三、工业纯铁和硅钢片的性能及热处理740
四、铁镍合金软磁材料的选材及热处理745
五、铁铝合金软磁材料的选材及热处理747
六、软磁铁氧体748
七、其他软磁合金的选材及热处理750
八、软磁材料的热处理及表面处理755
九、软磁材料的选用原则756
第四节永磁材料的选材及热处理757
一、铝镍钴合金757
二、铁氧体永磁材料758
三、稀土钴永磁材料760
四、磁滞合金材料761
五、钕铁硼合金763
六、烧结钕铁硼永磁材料764
七、稀土系粘结永磁材料769
八、铁钴钒永磁合金770
九、永磁材料的选用原则770
十、永磁合金的热处理770
十一、永磁体的加工特性及力学性能771
第五节弹性合金的选材及热处理771
一、高弹性合金的选材及热处理771
二、高温高弹性合金的选材及热处理774
三、恒弹性合金的选材及热处理775
四、耐蚀弹性合金的选材及热处理777
五、铜基弹性合金的选材及热处理779
六、弹性合金的选材781
第六节膨胀合金和热双金属片的选材及
热处理782
一、膨胀合金782
二、热双金属片785
第七节热电偶和超导材料790
一、热电偶的材料790
二、超导材料和热处理792
第八节磁记录材料795
一、磁头材料795
二、磁记录介质材料798
第九节光电材料801
一、半导体发光材料801
二、荧光粉材料802
三、磷光体材料802
四、激光材料803
五、液晶材料804
六、等离子材料804
七、电致发光材料805
八、光电材料和压电材料806
第十六章刀具和量具的选材及
热处理812
第一节刀具材料及热处理要求812
一、飞跃发展的切削技术812
二、刀具选材类型和工况分析813
三、刀具材料与被加工材料的性能
匹配性815
四、常用刀具材料的牌号和性能816
第二节碳素工具钢的热处理性能和用途818
一、牌号及化学成分818
二、原材料性能要求819
三、碳素工具钢刀具的热处理820
四、碳素工具钢的具体用途821
五、碳素工具钢刀具应用实例822
第三节刀具用合金工具钢的热处理技术823
一、牌号及化学成分823
二、原材料交货要求823
三、合金工具钢的热处理825
四、合金工具钢热处理后的特性和用途826
五、刀具钢应用实例827
第四节高速工具钢的热处理性能和用途828
一、标准高速工具钢828
二、粉末冶金高速工具钢833
三、硬质涂层高速钢835
四、高速钢牌号的一般选择原则和实例836
第五节硬质合金刀具材料的选用及
热处理838
一、硬质合金分类838
二、硬质合金主要成分和性能特点839
三、切削刀具用硬质合金840
四、硬质合金材料的热处理844
五、硬质合金刀具的应用846
第六节钢结硬质合金和涂层硬质合金849
一、钢结硬质合金849
二、钢结硬质合金的热处理850
三、涂层硬质合金851
四、涂层硬质合金分类和涂层主要
技术要求851
第七节陶瓷和超硬刀具材料的性能和
用途855
一、陶瓷855
二、超硬刀具材料860
第八节切削刀具选材和热处理技术
要求870
一、齿轮刀具870
二、高温合金加工常用工具材料的选用
原则876
三、非金属材料和有色金属材料切削加工
用刀具材料的选择877
第九节量具用钢和热处理882
一、量具用钢882
二、量具热处理技术要求883
第十七章模具的选材及热处理884
第一节常用冷作模具材料884
一、冷作模具钢884
二、硬质合金和钢结硬质合金886
三、锌合金模892
四、橡胶弹性体冲模893
五、铸铁894
第二节冲压模具选材及热处理894
一、冲压模具选材的基本原则894
二、冷作模具钢的特性及用途894
三、模具零件的热处理和性能896
四、模具零件的选材和热处理参数898
五、板材用冲模选材实例900
六、拉深模具选材及热处理902
第三节冷镦、挤压、冷拉模具的选材及
热处理904
一、冷镦模具的选材及热处理904
二、挤压模具的选材及热处理908
三、冷拉拔抽丝模具的选材及热处理918
第四节冷作模具选材及热处理实例920
一、钢板剪切刀片的选材及热处理920
二、冲模圆凹模921
三、汽车覆盖件模具选材及热处理922
第五节热锻模材料及热处理924
一、热锻模用钢的性能特点924
二、常用热作模具钢的力学性能927
三、热作模具选材用材的准则933
四、热作模具的热处理参数937
第六节压铸模的选材及热处理940
一、压铸模工况和失效940
二、压铸模技术条件940
三、压铸模具体零件的选材及热处理941
四、各国压铸模用钢钢号对照941
第七节橡塑模具的选材及热处理942
一、橡塑模具的性能要求942
二、橡塑模具钢的牌号、成分、性能
特点和用途943
三、橡塑模具钢的热处理和力学性能948
四、橡塑模具钢的选用原则951
五、塑料模具型腔的质量要求954
第八节橡塑模具用其他材料954
一、非铁金属954
二、钢结硬质合金955
三、低熔点合金955
四、低压橡塑模具材料955
第九节其他模具的选材及热处理957
一、玻璃模具选材957
二、粉末冶金模具选材958
三、无磁模具钢的用途959
四、陶瓷模具材料959
第十节模具的表面强化技术960
一、模具表面的镀膜技术960
二、模具表面的高能束强化技术960
三、化学热处理和感应加热强化技术961
四、模具表面的热喷涂技术961
五、模具表面的涂镀技术962
六、低温化学热处理方法在模具中的
选用964
第十八章工业炉窑用材965
第一节电热材料的选用965
一、金属电热材料965
二、高熔点金属968
三、非金属电热材料969
第二节其他加热元器件用材972
一、红外电热元件972
二、辐射管973
第三节炉用耐热金属975
一、耐热钢975
二、耐热钢铸件980
三、耐热铸铁件980
四、炉用金属材料实例980
第四节耐火材料983
一、工业炉对耐火材料性能的要求983
二、耐火材料分类和化合物熔点983
三、各种耐火材料的性能984
四、不定形耐火制品989
第五节隔热材料994
一、常用隔热材料的主要性能要求994
二、纳米绝热材料995
附录996
附录A压力、压强、应力换算996
附录B拉伸性能指标名称和符号对照996
附录C常用钢的淬透性曲线997
参考文献1016

前言/序言

好的，以下是一本未提及《机械零件选材及热处理设计手册》的、关于工程材料与制造工艺的图书简介，力求详实、专业，并避免任何痕迹： --- 现代精密制造中的材料科学与表面工程技术 一本面向工程师、材料学家及高级技术人员的深度专业参考书 作者：[此处可填入资深行业专家或多位学者的联合署名] 出版社：[此处可填入权威的工程技术类出版社名称] 内容简介 在当代高科技产业迅猛发展的背景下，产品的性能、可靠性乃至最终的经济效益，越来越依赖于对先进工程材料的深刻理解和对其制造过程的精确控制。本书《现代精密制造中的材料科学与表面工程技术》汇集了数十年来的前沿研究成果与工业实践经验，旨在为读者提供一套全面、系统且极具操作指导性的知识体系，特别聚焦于高负荷、极端环境应用中的材料选择、性能调控及先进制造技术。 本书结构严谨，内容涵盖了从基础理论到尖端应用的广阔范围，共分为六大部分，近三十个核心章节。 第一部分：工程材料基础理论的深化理解 (Foundation of Engineering Materials) 本部分着重于突破传统材料学教学的局限，深入探讨材料在微观结构与宏观性能之间的内在联系。 晶体结构与缺陷工程： 详细分析了不同晶系材料（如体心立方、面心立方、六方最密堆积）对力学性能的影响机制。重点阐述了点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）在塑性变形、蠕变和断裂过程中的主导作用。引入了利用缺陷工程调控材料性能的现代思路，例如通过引入特定杂质原子或控制晶粒尺寸来强化材料。 相图与热力学基础： 不再局限于简单的二元相图解读，本书深入探讨了多组分合金系统的相平衡、非平衡凝固过程以及相变动力学。结合吉布斯自由能分析，推导了特定温度和压力下材料稳定性的热力学判据，为合金设计提供了坚实的理论基础。 高性能复合材料基体： 对金属基复合材料（MMC）、陶瓷基复合材料（CMC）和聚合物基复合材料（PMC）的基体材料进行了详尽的比较分析。侧重于探讨纤维与基体界面的化学兼容性、应力传递效率及其在高温或高频振动环境下的失效模式。 第二部分：特种合金的性能调控与应用 (Tailoring Performance in Specialty Alloys) 本部分聚焦于在航空航天、能源和生物医学领域至关重要的特种金属材料。 镍基与钴基高温合金： 详细解析了定向凝固、单晶化技术如何抑制晶界对高温蠕变的负面影响。重点分析了 $gamma'$ 相（如 $ ext{Ni}_3( ext{Al}, ext{Ti})$）的析出强化机制、溶剂和溶质原子的行为，以及如何通过精确控制合金成分（如铼、钌等贵金属元素的添加）来提高合金的抗氧化性和热腐蚀能力。 高熵合金 (HEA) 的前沿探索： 深入讨论了高熵合金的设计理念——“高熵效应”、“迟滞效应”和“本征局域结构效应”。通过计算材料学方法（CALPHAD），预测了复杂体系中的相稳定性，并结合实验数据，分析了其在极低温（韧性保持）和超高温下的独特力学响应。 轻质合金的先进强化策略： 除了传统的固溶强化和析出强化，本书详细介绍了超细晶粒/纳米晶粒强化、孪晶界强化在铝锂合金、镁合金中的应用。特别关注了利用搅拌摩擦加工（FSP）等固态加工方法实现微观组织均匀化和性能提升的技术细节。 第三部分：先进制造工艺对材料微观结构的影响 (Process Metallurgy and Microstructure Evolution) 本部分将材料科学与现代增材制造（AM）和连接技术紧密结合。 增材制造中的冶金学挑战： 针对选区激光熔化 (SLM) 和电子束熔化 (EBM) 等增材制造技术，详细剖析了快速凝固过程中的微观组织演变，包括柱状晶生长、枝晶间偏析、致密度控制等核心问题。探讨了应力集中、残余应力及其对后续服役性能的累积影响。 粉末冶金与热等静压 (HIP)： 阐述了如何通过优化粉体制备（雾化法、等离子体制备）来控制粉末的球形度、流动性和粒度分布。深入讲解了热等静压技术在消除高孔隙率部件内部气孔、实现近净形制造中的关键工艺窗口设定。 材料连接的界面控制： 在先进连接技术（如扩散连接、激光复合焊）中，界面性能决定了连接体的整体强度。本书详细分析了异种材料连接界面处可能形成的脆性金属间化合物（IMC）的形成机理，并提出了通过设置扩散屏障层或进行梯度过渡层设计的策略。 第四部分：精密表面工程与防护技术 (Precision Surface Engineering and Protection) 表面的完整性是决定机械零部件使用寿命的关键因素。本部分聚焦于提高表面耐磨损、耐腐蚀和抗疲劳性能的技术。 薄膜沉积技术： 全面比较了物理气相沉积 (PVD) 和化学气相沉积 (CVD) 在制备硬质涂层（如 TiN, CrN, AlCrN）中的优缺点。特别关注了高能等离子体辅助沉积（如 PECVD）如何实现低应力、高粘结强度的功能性涂层。 表面改性技术深度解析： 针对渗碳、渗氮工艺，本书引入了基于反应动力学和扩散模型的分析，精确预测了渗层深度和硬度分布。对于激光熔覆技术，重点分析了稀释率、熔池对流控制以及如何通过优化送粉参数来避免裂纹和气孔的产生。 摩擦学行为与抗蚀性设计： 探讨了材料表面粗糙度、润滑剂选择与接触几何形状对摩擦系数和磨损率的联合影响。引入了电化学腐蚀和应力腐蚀开裂 (SCC) 的加速测试方法，并提供了针对不同介质环境的防护涂层选型指南。 第五部分：先进的无损检测与失效分析 (Advanced NDT and Failure Analysis Methodology) 确保产品质量需要建立在精确的诊断工具之上。 无损检测技术的新发展： 详细介绍了超声相控阵检测 (PAUT) 在复杂几何结构件中的缺陷定位精度，以及数字射线成像 (DR) 在实时监控增材制造过程中的应用。还包括了对扫描声学显微镜 (SAM) 技术的深入解析，用以评估层间结合质量。 材料疲劳与断裂力学： 结合 Paris 律和应力强度因子分析，系统阐述了裂纹萌生、扩展和最终断裂的整个过程。引入了低周疲劳 (LCF) 和高周疲劳 (HCF) 的本构模型，以及用于评估剩余寿命的损伤容限设计方法。 微观失效表征： 聚焦于扫描电子显微镜 (SEM)、透射电子显微镜 (TEM) 结合能谱分析 (EDS/EELS) 在识别微裂纹、析出物和界面化学成分变化中的关键应用。 目标读者 本书是为以下专业人士和研究人员量身打造的： 机械、材料、航空航天工程领域的研发工程师和设计人员。 从事高可靠性装备（如燃气轮机、核反应堆、精密机床）制造的企业技术骨干。 从事工程材料、表面科学及先进制造工艺研究的高校师生和科研工作者。 通过本书的学习，读者将能够掌握从材料基础性能到复杂制造环境下的性能调控与失效预防的全链条知识，从而在实际工程项目中做出更科学、更具前瞻性的材料与工艺决策。本书提供的不仅是数据，更是解决复杂工程难题的系统性思维框架。 ---

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