機械材料選擇與應用手冊

作者：編者:張文華|責編:項瀲//張興輝
出版社：化學工業
ISBN：9787122342096

出版日期：2020/01/01
裝幀：平裝
頁數：881

人民幣：RMB 198 元售價：元

內容大鋼

    本書以機械產品常用金屬材料為重點，介紹了各類金屬材料的基本知識、成分和性能特點及影響因素，以及保證和提高材料使用功能的生產、加工、熱處理、表面處理等內容；根據對典型零件的功能分析和材料在不同工況條件下的使用特徵，說明了材料選擇和應用原則；結合典型零件失效分析，討論了失效原因和應採取的對策。
    書後以附錄形式為讀者提供了金屬材料方面常用數據資料。
    本書可供機械產品設計或製造單位的設計、工藝、熱處理及材料採購、檢驗、質量控制等各類人員使用，也可作為科研單位和工科院校金屬材料、機械設計、機械加工等專業教師、學生的參考資料。

作者介紹

編者:張文華|責編:項瀲//張興輝

第1章  金屬材料的相關知識
  1.1  概述
  1.2  金屬材料的晶體結構
    1.2.1  空間點陣和晶格
    1.2.2  晶胞
    1.2.3  晶系
    1.2.4  常用金屬結構類型
    1.2.5  實際金屬晶體結構的特點
  1.3  金屬的同素異晶轉變
  1.4  鐵碳合金中的基本組織
    1.4.1  鐵素體
    1.4.2  奧氏體
    1.4.3  滲碳體
    1.4.4  珠光體
    1.4.5  萊氏體
    1.4.6  貝氏體
    1.4.7  馬氏體
    1.4.8  索氏體
    1.4.9  托氏體(屈氏體)
  1.5  鐵碳合金狀態圖(相圖)
    1.5.1  鐵碳合金狀態圖
    1.5.2  合金元素對鐵碳合金狀態圖的影響
  1.6  鋼的結晶和固態相變
    1.6.1  共析鋼
    1.6.2  亞共析鋼
    1.6.3  過共析鋼
  1.7  鋼的過冷奧氏體轉變曲線圖及應用
    1.7.1  鋼的等溫轉變及奧氏體等溫轉變曲線(TTT曲線)
    1.7.2  鋼的連續轉變及奧氏體連續轉變曲線(CCT曲線)
    1.7.3  合金元素對過冷奧氏體轉變曲線的影響
  1.8  鋼中合金元素的作用
    1.8.1  硅(Si)
    1.8.2  錳(Mn)
    1.8.3  磷(P)
    1.8.4  硫(S)
    1.8.5  鉻(Cr)
    1.8.6  鎳(Ni)
    1.8.7  鉬(Mo)
    1.8.8  釩(V)
    1.8.9  鈦(Ti)
    1.8.10  鈮(Nb)
    1.8.11  鎢(W)
    1.8.12  鋁(Al)
    1.8.13  銅(Cu)
    1.8.14  硼(B)
    1.8.15  鈷(Co)
    1.8.16  稀土元素(RE)
    1.8.17  氮(N)
    1.8.18  氫(H)
    1.8.19  氧(O)

第2章  金屬材料的分類、編號、識別及主要特性
  2.1  金屬材料的分類
    2.1.1  純金屬
    2.1.2  合金
    2.1.3  黑色金屬及合金
    2.1.4  有色金屬及合金
  2.2  鋼鐵材料牌號表示方法
    2.2.1  中國鋼鐵材料牌號表示方法(GB)
    2.2.2  日本鋼鐵材料牌號表示方法(JIS)
    2.2.3  韓國鋼鐵材料牌號表示方法(KS)
    2.2.4  俄羅斯鋼鐵材料牌號表示方法（????）
    2.2.5  美國鋼鐵材料牌號表示方法(SAE、AISI、ASTM、UNS、ASI)
    2.2.6  德國鋼鐵材料牌號表示方法(DIN)
    2.2.7  英國鋼鐵材料牌號表示方法(BS)
    2.2.8  法國鋼鐵材料牌號表示方法(NF)
    2.2.9  瑞典鋼鐵材料牌號表示方法(SS)
    2.2.10  歐洲標準鋼鐵材料牌號表示方法(EN)
    2.2.11  國際標準化組織鋼鐵材料牌號表示方法(ISO)
    2.2.12  核泵常用鋼鐵材料牌號表示方法
    2.2.13  鋼鐵材料的商業牌號
  2.3  有色金屬及合金牌號表示方法
    2.3.1  中國有色金屬及合金牌號表示方法(GB)
    2.3.2  日本有色金屬及合金牌號表示方法(JIS)
    2.3.3  俄羅斯有色金屬及合金牌號表示方法(????)
    2.3.4  美國有色金屬及合金牌號表示方法(ASTM)
    2.3.5  德國有色金屬及合金牌號表示方法(DIN)
    2.3.6  英國有色金屬及合金牌號表示方法(BS)
    2.3.7  法國有色金屬及合金牌號表示方法(NF)
    2.3.8  國際標準化組織有色金屬及合金牌號表示方法(ISO)
    2.3.9  歐洲標準化委員會有色金屬及合金牌號表示方法(EN)
  2.4  常用金屬材料的特性及用途
    2.4.1  普通碳素結構鋼
    2.4.2  低合金高強度鋼
    2.4.3  優質碳素結構鋼
    2.4.4  合金結構鋼
    2.4.5  彈簧鋼
    2.4.6  不鏽鋼
    2.4.7  耐熱鋼
    2.4.8  鑄鋼
    2.4.9  非調質鋼
    2.4.10  灰鑄鐵
    2.4.11  球墨鑄鐵
    2.4.12  可鍛鑄鐵
    2.4.13  耐蝕鑄鐵
    2.4.14  抗磨鑄鐵(含高鉻鑄鐵)
    2.4.15  銅及銅合金
    2.4.16  鑄造鋁合金
    2.4.17  鈦及鈦合金
    2.4.18  鑄造軸承合金
    2.4.19  耐蝕合金(高鎳合金)

    2.4.20  高溫合金
  2.5  耐磨用金屬材料
    2.5.1  耐磨鑄鐵
    2.5.2  耐磨合金鋼
    2.5.3  錳系耐磨鋼
  2.6  低溫用金屬材料
    2.6.1  低溫用鋼
    2.6.2  鈦及鈦合金
    2.6.3  鋁及鋁合金
    2.6.4  鎳基合金
  2.7  高溫用金屬材料
  2.8  耐腐蝕用金屬材料
第3章  金屬材料的成形知識
  3.1  煉鋼
    3.1.1  常見的煉鋼方法
    3.1.2  鋼冶煉時可能產生的質量缺陷及危害
  3.2  鑄錠（模鑄）
    3.2.1  鑄錠工藝方法
    3.2.2  鑄錠時可能產生的質量缺陷和危害
  3.3  連鑄
    3.3.1  連鑄生產特點
    3.3.2  連鑄可能產生的質量缺陷及危害
  3.4  鍛造（鍛壓）
    3.4.1  鍛造（鍛壓）工藝方法
    3.4.2  熱鍛造（鍛壓）加工可能產生的質量缺陷及危害
    3.4.3  鍛后熱處理
  3.5  軋制
    3.5.1  軋制加工工藝方法
    3.5.2  軋制可能產生的質量缺陷及危害
  3.6  拉拔
    3.6.1  拉拔加工工藝方法
    3.6.2  拉拔可能產生的質量缺陷及危害
  3.7  擠壓
    3.7.1  擠壓加工工藝方法
    3.7.2  擠壓可能產生的質量缺陷及危害
  3.8  衝壓
    3.8.1  衝壓加工工藝方法
    3.8.2  衝壓可能產生的質量缺陷及危害
  3.9  鑄造
    3.9.1  鑄造生產的主要工藝方法分類
    3.9.2  鑄造產品的質量及影響因素
  3.10  鍛件生產及質量控制
    3.10.1  鍛件生產流程
    3.10.2  鍛件質量缺陷及檢驗
    3.10.3  鍛件的質量控制
  3.11  板材生產及質量控制
    3.11.1  板材生產流程
    3.11.2  軋板質量缺陷和檢驗
    3.11.3  軋板的質量控制
  3.12  管材生產及質量控制

    3.12.1  管材生產流程
    3.12.2  管材的質量缺陷和檢驗
    3.12.3  鋼管的質量控制
  3.13  鑄件生產及質量控制
    3.13.1  砂型鑄造鑄件生產流程
    3.13.2  鑄件可能產生的缺陷和檢驗
    3.13.3  鑄件的質量控制
第4章  金屬材料的性能及影響因素
  4.1  金屬材料的力學性能及影響因素
    4.1.1  金屬材料的強度
    4.1.2  金屬材料的塑性
    4.1.3  金屬材料的韌性
    4.1.4  金屬材料的斷裂韌性
    4.1.5  金屬材料的疲勞性能
    4.1.6  金屬材料的耐磨性能
    4.1.7  金屬材料的高溫性能
    4.1.8  金屬材料的低溫性能
    4.1.9  金屬材料的硬度
  4.2  金屬材料的耐腐蝕性能及影響因素
    4.2.1  腐蝕的基本知識
    4.2.2  金屬的鈍化
    4.2.3  機械零件（產品）常見腐蝕類型
    4.2.4  均勻腐蝕
    4.2.5  電偶腐蝕
    4.2.6  晶間腐蝕
    4.2.7  點腐蝕
    4.2.8  縫隙腐蝕
    4.2.9  應力腐蝕斷裂
    4.2.10  腐蝕疲勞
    4.2.11  空泡腐蝕（腐蝕介質中的氣蝕）
    4.2.12  沖刷腐蝕和腐蝕磨損
  4.3  金屬材料的抗輻照性能
    4.3.1  輻照效應的結果
    4.3.2  影響材料抗輻照性能的材料因素
  4.4  金屬材料的物理性能
    4.4.1  比熱容
    4.4.2  熱膨脹性
    4.4.3  導熱性
    4.4.4  熱穩定性
    4.4.5  密度
    4.4.6  熔點
    4.4.7  電阻
    4.4.8  彈性模量
    4.4.9  切變模量
    4.4.10  泊松比
  4.5  金屬材料的工藝性能
    4.5.1  鑄造性能（可鑄性）
    4.5.2  鍛壓性能（可鍛壓性）
    4.5.3  焊接性能（可焊性）
    4.5.4  切削加工性能（可切削性）

    4.5.5  熱處理性能（可熱處理性）
第5章  金屬材料的熱處理
  5.1  鋼的熱處理原理
    5.1.1  鋼加熱（保溫）過程的轉變
    5.1.2  奧氏體冷卻過程的轉變
    5.1.3  鋼回火時的轉變
    5.1.4  鋼的時效強化
  5.2  鋼常見的熱處理方法
    5.2.1  鋼的均勻化退火
    5.2.2  鋼的完全退火
    5.2.3  鋼的不完全退火
    5.2.4  鋼的等溫退火
    5.2.5  鋼的去應力退火
    5.2.6  鋼的正火
    5.2.7  鋼的淬火
    5.2.8  鋼的回火
    5.2.9  鋼的調質處理
    5.2.10  鋼的冷處理
    5.2.11  鋼的固溶處理
    5.2.12  鋼的時效（沉澱硬化）處理
    5.2.13  鋼的調整處理
    5.2.14  鋼的穩定化退火處理
    5.2.15  不鏽鋼的敏化處理
    5.2.16  鋼的火焰表面淬火
    5.2.17  鋼的感應加熱表面淬火
    5.2.18  鋼的激光表面淬火
    5.2.19  鋼的真空熱處理
    5.2.20  鋼的可控氣氛熱處理
    5.2.21  鋼的滲碳
    5.2.22  鋼的滲氮
    5.2.23  鋼的碳氮共滲
    5.2.24  鋼的氮碳共滲
    5.2.25  鋼的硫氮碳共滲
    5.2.26  鋼的QPQ處理
    5.2.27  鋼的滲硼
    5.2.28  鋼的滲金屬
  5.3  典型金屬材料的熱處理
    5.3.1  調質鋼的熱處理
    5.3.2  彈簧鋼的熱處理
    5.3.3  工具類鋼的熱處理
    5.3.4  軸承鋼的熱處理
    5.3.5  馬氏體時效鋼的熱處理
    5.3.6  鐵素體不鏽鋼的熱處理
    5.3.7  奧氏體不鏽鋼的熱處理
    5.3.8  奧氏體-鐵素體雙相不鏽鋼的熱處理
    5.3.9  馬氏體不鏽鋼的熱處理
    5.3.10  沉澱硬化不鏽鋼的熱處理
    5.3.11  耐熱鋼的熱處理
    5.3.12  高溫合金的熱處理
    5.3.13  耐蝕合金的熱處理

    5.3.14  低溫用鋼的熱處理
    5.3.15  灰鑄鐵的熱處理
    5.3.16  球墨鑄鐵的熱處理
    5.3.17  高鉻白口抗磨鑄鐵的熱處理
    5.3.18  銅及常用銅合金的熱處理
    5.3.19  鋁及鋁合金的熱處理
    5.3.20  鈦及鈦合金的熱處理
第6章  金屬材料的表面處理
  6.1  堆焊
    6.1.1  堆焊材料
    6.1.2  堆焊方法
    6.1.3  堆焊的質量檢驗和質量控制
  6.2  熱噴塗
    6.2.1  熱噴塗原理概述
    6.2.2  熱噴塗材料
    6.2.3  熱噴塗方法、種類及特點
    6.2.4  熱噴塗層的選用原則
    6.2.5  待噴塗面的製備
    6.2.6  熱噴塗層的質量檢驗和質量控制
  6.3  電鍍
    6.3.1  電鍍的基本知識
    6.3.2  電鍍層的分類
    6.3.3  電鍍方法的標誌(用於緊固件)
    6.3.4  鍍前的表面處理
    6.3.5  鍍后處理
    6.3.6  電鍍層的質量檢驗和質量控制
  6.4  鍍硬鉻
    6.4.1  鍍鉻層特性
    6.4.2  鍍硬鉻的工藝程序及控制
    6.4.3  鍍鉻層的質量檢驗和質量控制
    6.4.4  核電產品的鍍鉻
    6.4.5  鍍硬鉻對疲勞強度的影響
    6.4.6  對於其他金屬和合金鍍層的相關說明
  6.5  化學鍍
    6.5.1  化學鍍的機理及特點
    6.5.2  化學鍍鎳用材料
    6.5.3  化學鍍鎳層的性能特點及應用
    6.5.4  化學鍍層的質量檢驗和質量控制
  6.6  磷化
    6.6.1  磷化及其作用
    6.6.2  磷化液配方的選擇
    6.6.3  磷化處理工藝要點
    6.6.4  磷化層的質量檢驗和質量控制
    6.6.5  磷化工藝的工序安排
  6.7  發藍
    6.7.1  發藍處理及其作用
    6.7.2  發藍溶液的配方及其反應機理
    6.7.3  發藍的工藝流程及控制要點
    6.7.4  發藍的質量檢驗
    6.7.5  低溫和常溫發藍（黑）工藝

    6.7.6  發藍工藝的工序安排
  6.8  其他表面處理新技術介紹
    6.8.1  氣相沉積技術
    6.8.2  高能束技術（激光合金化技術和離子注入技術）
  6.9  表面處理的正確選擇和實施
    6.9.1  表面處理類型的正確選擇
    6.9.2  表面處理工藝的正確實施
第7章  金屬材料的檢驗與試驗
Ⅰ化學成分檢驗
  7.1  金屬材料的化學成分檢驗
    7.1.1  常見的分析檢驗方法
    7.1.2  取樣和制樣
    7.1.3  檢驗分析
    7.1.4  結果評定和允許偏差
Ⅱ力學性能檢驗
  7.2  金屬材料的硬度試驗
    7.2.1  布氏硬度試驗
    7.2.2  錘擊式布氏硬度試驗
    7.2.3  洛氏硬度試驗
    7.2.4  維氏硬度試驗
    7.2.5  肖氏硬度試驗
    7.2.6  里氏硬度試驗
    7.2.7  鋼鐵硬度與強度的換算關係
  7.3  室溫拉伸試驗
    7.3.1  靜拉伸試驗原理
    7.3.2  試驗設備要求
    7.3.3  拉伸試樣製備
    7.3.4  拉伸試驗的一般要求及結果評定
  7.4  高溫拉伸試驗和低溫拉伸試驗
  7.5  室溫衝擊試驗
    7.5.1  衝擊試驗原理
    7.5.2  試驗設備要求
    7.5.3  衝擊試樣製備
    7.5.4  衝擊試驗的一般要求和結果評定
  7.6  高溫衝擊試驗和低溫衝擊試驗
  7.7  金屬材料的磨損試驗
    7.7.1  典型的磨損試驗機
    7.7.2  磨損結果的測定及表示方法
  7.8  力學性能的其他試驗方法
    7.8.1  疲勞試驗
    7.8.2  壓縮試驗
    7.8.3  靜扭轉試驗
    7.8.4  剪切試驗
    7.8.5  落錘試驗和動態撕裂試驗
    7.8.6  斷裂韌度試驗
    7.8.7  高溫強度試驗
Ⅲ工藝性能試驗
  7.9  金屬管的擴口試驗和壓扁試驗
    7.9.1  金屬管的擴口試驗
    7.9.2  金屬管的壓扁試驗

Ⅳ腐蝕試驗
  7.10  均勻（全面）腐蝕試驗
  7.11  不鏽鋼的晶間腐蝕試驗
  7.12  不鏽鋼三氯化鐵點腐蝕試驗
  7.13  腐蝕試驗的其他方法
    7.13.1  鹽霧腐蝕試驗
    7.13.2  不鏽鋼縫隙腐蝕試驗
    7.13.3  不鏽鋼應力腐蝕試驗
    7.13.4  電偶腐蝕試驗
    7.13.5  點腐蝕電位測量試驗
    7.13.6  點腐蝕臨界溫度試驗
    7.13.7  腐蝕疲勞試驗
    7.13.8  空泡腐蝕試驗
    7.13.9  腐蝕磨損試驗
Ⅴ無損檢驗（檢測）
  7.14  滲透檢測（PT）
  7.15  磁粉檢測（MT）
  7.16  超聲波檢測（UT）
  7.17  射線檢測（RT）
  7.18  渦流檢測（ET）
  7.19  無損檢測的其他方法
    7.19.1  聲發射檢測（AE）
    7.19.2  光纖檢測
    7.19.3  紅外線檢測（IT）
Ⅵ宏觀組織缺陷檢驗
  7.20  鋼材的酸蝕檢驗
  7.21  鋼材的硫印檢驗
  7.22  宏觀檢驗的其他方法
Ⅶ顯微組織檢驗
  7.23  金屬基本組織的檢驗與評定
    7.23.1  鋼的基本組織檢驗和評定
    7.23.2  鑄鐵的基本組織檢驗與評定
    7.23.3  有色金屬及合金的組織檢驗
  7.24  鋼中非金屬夾雜物的檢驗與評定
  7.25  帶狀組織和魏氏組織的檢驗與評定
    7.25.1  帶狀組織的檢驗與評定
    7.25.2  魏氏組織的檢驗與評定
  7.26  奧氏體不鏽鋼和奧氏體-鐵素體雙相不鏽鋼中α相的檢驗與評定
  7.27  鋼的脫碳層深度的檢驗與評定
  7.28  鋼的滲氮層的檢驗與評定
  7.29  金屬平均晶粒度的檢驗與評定
  7.30  金屬表面硬化層深度的檢驗與評定
第8章  材料的採購與驗收
  8.1  材料採購技術規格書（技術條件）
  8.2  供貨商的考察、評定和資格認定
  8.3  材料（鑄、鍛件）生產過程中的質量監控
  8.4  採購材料的復驗和驗收
  8.5  材料代用
第9章  產品設計的材料選擇
  9.1  以力學性能為主的零件選材

  9.2  摩擦磨損條件下零件選材
    9.2.1  黏著磨損及選材
    9.2.2  減摩材料的選用
    9.2.3  磨料磨損、沖蝕磨損及選材
    9.2.4  汽蝕及選材
  9.3  低溫條件下的零件選材
  9.4  高溫條件下的零件選材
  9.5  腐蝕條件下零件選材
    9.5.1  腐蝕介質及腐蝕
    9.5.2  影響腐蝕的因素
    9.5.3  金屬材料的耐蝕性
    9.5.4  腐蝕選材
  9.6  核電設備對金屬材料的特殊要求
    9.6.1  核環境的特殊性
    9.6.2  核電設備的選材
第10章  典型零件選材、工序質量控制分析和典型零件失效分析
  10.1  典型零件選材和工序質量控制分析
    10.1.1  主給水泵泵軸
    10.1.2  耐腐蝕泵泵軸
    10.1.3  海水提升泵葉輪
    10.1.4  潛鹵泵葉輪
    10.1.5  渣漿泵葉輪
    10.1.6  鍋爐給水泵筒體
    10.1.7  飛輪
    10.1.8  軸套
    10.1.9  平衡套
    10.1.10  多級泵拉緊螺栓
    10.1.11  給水泵主螺栓
    10.1.12  雙頭螺栓
    10.1.13  主螺母
    10.1.14  彈簧
    10.1.15  耐腐蝕泵殼體
    10.1.16  軸承套圈
  10.2  因選材或處理不當引起的零件失效分析
    10.2.1  軸斷裂失效分析（一）
    10.2.2  軸斷裂失效分析（二）
    10.2.3  泵軸脆斷失效隱患分析
    10.2.4  葉輪磨蝕失效分析（一）
    10.2.5  葉輪磨蝕失效分析（二）
    10.2.6  緊固螺栓鬆弛失效分析
    10.2.7  不鏽鋼螺柱鏽蝕失效分析
    10.2.8  螺母裂紋失效分析
    10.2.9  泵輪葉片裂紋失效分析
    10.2.10  渦輪套裂紋失效分析
    10.2.11  輸水管應力腐蝕破裂失效分析
    10.2.12  試驗迴路管路穿孔失效分析
附錄
附錄A 縮寫
  A1標準相關縮寫
  A2材料相關縮寫

  A3熔煉及鑄造相關縮寫
  A4鍛壓加工相關縮寫
  A5熱處理及表面（改性）處理相關縮寫
  A6焊接相關縮寫
  A7性能相關縮寫
  A8組織分析相關縮寫
  A9無損檢測相關縮寫
  A10腐蝕相關縮寫
附錄B 術語
  B1金屬材料術語
  B2金屬熔煉術語
  B3鑄造術語
  B4鍛壓加工術語
  B5焊接術語
  B6金屬熱處理術語
  B7力學性能術語
  B8無損檢測術語
  B9金屬腐蝕術語
附錄C 常用數據、資料
  C1元素的物理化學性質
  C2常用不鏽鋼材料物理化學性質
  C3常用有色金屬材料的密度
  C4溫度換算(攝氏度華氏度)
  C5黑色金屬各種硬度之間的換算
  C6肖氏硬度與洛氏、布氏、維氏硬度的換算
  C7里氏硬度換算
  C8鋼鐵硬度與強度換算表（一）
  C9鋼鐵硬度與強度換算表(二)
  C10力學性能新舊名稱對照表
  C11不同腐蝕速率單位的換算係數
  C12鑄鐵常用的浸蝕劑
  C13結構鋼與工具鋼常用的侵蝕劑
  C14不鏽鋼常用腐蝕試劑
  C15常用電解拋光液的配方、適用範圍及工作參數
  C16滲層組織常用侵蝕試劑
  C17常用鋼材理論質量的計算方法
  C18鋼材的塗色標記
參考文獻

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