職業(yè)教育金屬材料檢測類規(guī)劃教材:金屬力學(xué)性能
定 價(jià):22 元
叢書名:職業(yè)教育金屬材料檢測類規(guī)劃教材
- 作者:王學(xué)武 著
- 出版時間:2010/2/1
- ISBN:9787111294788
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TG113.22
- 頁碼:171
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《金屬力學(xué)性能》主要介紹金屬力學(xué)性能有關(guān)的基礎(chǔ)知識,以“現(xiàn)象-機(jī)理-指標(biāo)-測試-影響因素-工程應(yīng)用”為主線、以“理論夠用,突出工程實(shí)踐”為原則,適當(dāng)關(guān)注金屬力學(xué)性能的測試手段,內(nèi)容的組織富有知識性、趣味性和可操作性。
全書共分九個單元,主要介紹金屬在靜載荷、沖擊載荷及兼有環(huán)境介質(zhì)作用下的力學(xué)性能,金屬的斷裂與斷裂韌度,金屬的疲勞、磨損,高溫性能,工藝性能與彎曲試驗(yàn)等。在每個單元后面都附有可供選做的綜合訓(xùn)練,以利于讀者掌握、理解知識,提高解決實(shí)際問題的能力。為便于教學(xué),《金屬力學(xué)性能》配備了內(nèi)容豐富的電子課件和部分綜合訓(xùn)練答案,選擇《金屬力學(xué)性能》作為教材的教師可來電索。010-88379201),或免費(fèi)下載。
《金屬力學(xué)性能》適合作為職業(yè)院校金屬材料檢測類專業(yè)的教材,也可供從事金屬熱處理、力學(xué)性能檢測、金屬材料熱加工及機(jī)械設(shè)計(jì)等工作的工程技術(shù)人員參考。
為了進(jìn)一步貫徹“國務(wù)院關(guān)于大力推進(jìn)職業(yè)教育改革與發(fā)展的決定”的文件精神,加強(qiáng)職業(yè)教育教材建設(shè),滿足職業(yè)院校深化教學(xué)改革對教材建設(shè)的要求,機(jī)械工業(yè)出版社于2008年7月在北京召開了“職業(yè)教育金屬材料檢測類專業(yè)教材建設(shè)研討會”。在會上,來自全國多所院校的骨干教師、企業(yè)代表、專家研討了新的職業(yè)教育形勢下材料類專業(yè)的課程體系和教材編寫計(jì)劃,本書是根據(jù)會議所確定的教學(xué)大綱要求和高職教育培養(yǎng)目標(biāo)組織編寫的。
金屬材料力學(xué)性能是零件或構(gòu)件設(shè)計(jì)的依據(jù),也是選擇、評價(jià)材料和制訂工藝規(guī)程的重要參量。在金屬研究領(lǐng)域,它們是合金成分設(shè)計(jì)、顯微組織結(jié)構(gòu)控制所要達(dá)到的目標(biāo)之一,也是反映金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)變化的重要表征參量。因此,金屬材料力學(xué)性能測試是材料理化檢測的重要組成部分,是金屬材料檢測類專業(yè)的重要課程。
本書在內(nèi)容安排上分兩大部分:一部分是基本力學(xué)行為,即彈性變形、塑性變形和斷裂,包括第一~四單元,這是本課程的基礎(chǔ)。另一部分是與零件或構(gòu)件工作條件相關(guān)的力學(xué)行為,即疲勞、蠕變、磨損和接觸疲勞、氫脆和應(yīng)力腐蝕等,包括第五~八單元。此外,對金屬材料的工藝性能也作了簡要的介紹。考慮到高職學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和崗位能力需求,本書對金屬力學(xué)性能測試方法進(jìn)行了適當(dāng)?shù)慕榻B。
本書采用單元、模塊化設(shè)計(jì),緊密結(jié)合職業(yè)教育的辦學(xué)特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo),強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性。努力降低理論深度,理論知識堅(jiān)持以應(yīng)用為目的,以必需、夠用為度。注意內(nèi)容的精選和創(chuàng)新,既考慮了知識結(jié)構(gòu)的合理性、系統(tǒng)性,又兼顧了職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的要求。內(nèi)容力求突出實(shí)踐應(yīng)用,重在能力培養(yǎng)。書中所涉及的標(biāo)準(zhǔn)大多采用國家最新標(biāo)準(zhǔn),考慮到有的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)更新與國家標(biāo)準(zhǔn)更新不同步,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)落后于國家標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際情況,有個別部分采用工程習(xí)慣叫法。
本書由王學(xué)武(緒論、第三、五、六單元、附錄)、馬春來(第二單元)、王貴斗(第八單元)、李紅莉(第一、九單元)、姚永紅(第四、七單元)共同編寫,由王學(xué)武任主編并統(tǒng)稿,李紅莉任副主編,由北京普匯恒達(dá)材料測試有限公司嚴(yán)范梅高級工程師任主審。
本書在編寫過程中,引用或參考了大量已出版的文獻(xiàn)和資料,書后難以一一列舉,在此向原作者致謝。
前言
緒論
第一單元 金屬在單向靜拉伸載荷作用下的力學(xué)性能
模塊一 金屬室溫靜拉伸試驗(yàn)
一、拉伸試樣
二、拉伸試驗(yàn)前的準(zhǔn)備
三、拉伸曲線
模塊二 金屬的彈性變形
一、彈性模量
二、彈性極限與彈性比功
模塊三 強(qiáng)度指標(biāo)及其測定
一、強(qiáng)度及其意義
二、屈服現(xiàn)象和屈服強(qiáng)度
三、形變強(qiáng)化
四、縮頸現(xiàn)象和抗拉強(qiáng)度
五、金屬的強(qiáng)化手段
模塊四 塑性指標(biāo)及其測試
一、塑性
二、塑性指標(biāo)
三、塑性的工程意義
模塊五 特殊試樣的拉伸試驗(yàn)
一、金屬線材拉伸試驗(yàn)
二、金屬管材拉伸試驗(yàn)
三、鋼絲繩和鋼絞線拉伸試驗(yàn)
模塊六 拉伸試樣斷口的評價(jià)和拉伸試驗(yàn)結(jié)果的處理
一、拉伸試樣斷口評定
二、影響拉伸試驗(yàn)結(jié)果的因素
三、拉伸試驗(yàn)結(jié)果的修約與處理
四、不同國家金屬拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的比較
單元小結(jié)
綜合訓(xùn)練
第二單元 金屬在其他靜載荷下的力學(xué)性能
模塊一 壓縮試驗(yàn)
一、壓縮試驗(yàn)的特點(diǎn)
二、金屬室溫單向壓縮試驗(yàn)主要力學(xué)性能指標(biāo)
三、金屬室溫單向壓縮試驗(yàn)
模塊二 金屬彎曲力學(xué)性能試驗(yàn)
一、金屬彎曲力學(xué)性能試驗(yàn)的特點(diǎn)
二、金屬彎曲力學(xué)性能試驗(yàn)的原理及過程
三、金屬彎曲力學(xué)性能的確定
模塊三 金屬扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)
一、金屬扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的特點(diǎn)
二、金屬扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的原理及過程
三、金屬扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能指標(biāo)
模塊四 金屬缺口試樣靜載荷試驗(yàn)
一、缺口效應(yīng)
二、缺口試樣靜拉伸試驗(yàn)
三、缺口試樣靜彎試驗(yàn)
模塊五 金屬硬度試驗(yàn)
一、硬度及硬度試驗(yàn)特點(diǎn)
二、布氏硬度試驗(yàn)
三、洛氏硬度試驗(yàn)
四、維氏硬度試驗(yàn)
五、顯微硬度試驗(yàn)
六、其他硬度試驗(yàn)
單元小結(jié)
綜合訓(xùn)練
第三單元 金屬在沖擊載荷下的力學(xué)性能
模塊一 沖擊載荷和沖擊韌性
一、沖擊載荷
二、沖擊韌性
模塊二 沖擊試驗(yàn)
一、沖擊試樣
二、一次擺錘沖擊試驗(yàn)原理
三、一次擺錘沖擊試驗(yàn)
四、小能量多次沖擊試驗(yàn)
模塊三 低溫脆性
一、金屬的冷脆現(xiàn)象
二、金屬韌脆轉(zhuǎn)變溫度的測定
三、影響金屬韌脆轉(zhuǎn)變溫度的因素
單元小結(jié)
綜合訓(xùn)練
第四單元 金屬的斷裂與斷裂韌度
模塊一 金屬的斷裂
一、金屬斷裂的類型
二、金屬的斷裂機(jī)制
模塊二 金屬的斷裂韌度
一、裂紋尖端的應(yīng)力場
二、斷裂韌度KIC和斷裂K判據(jù)
三、影響斷裂韌度KIC的因素
四、斷裂韌度KIC的測試
五、斷裂韌度KIC的應(yīng)用
單元小結(jié)
綜合訓(xùn)練
第五單元 金屬的疲勞
模塊一 金屬疲勞現(xiàn)象
一、變動載荷和循環(huán)應(yīng)力
二、金屬疲勞概念與分類
三、金屬疲勞斷口
模塊二 S-N曲線和疲勞極限
一、S-N曲線
二、疲勞極限
三、疲勞極限與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系
四、金屬疲勞試驗(yàn)
模塊三 其他類型的疲勞
一、低周疲勞
二、熱疲勞
模塊四 提高疲勞極限的途徑
一、合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
二、改善工件表面狀態(tài)
三、表面強(qiáng)化
四、改善材料材質(zhì)
單元小結(jié)
綜合訓(xùn)練
第六單元 金屬在環(huán)境介質(zhì)作用下的力學(xué)性能
模塊一 應(yīng)力腐蝕
一、應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象
二、應(yīng)力腐蝕的斷裂特征
三、應(yīng)力腐蝕抗力指標(biāo)及測試方法
四、提高應(yīng)力腐蝕抗力的措施
模塊二 氫脆
一、氫的來源和氫脆的特點(diǎn)
二、氫脆斷裂機(jī)理及防止措施
模塊三 腐蝕疲勞
一、腐蝕疲勞及其基本規(guī)律
二、腐蝕疲勞機(jī)理及斷口特征
三、防止腐蝕疲勞的措施
單元小結(jié)
綜合訓(xùn)練
第七單元 金屬的磨損
模塊一 金屬磨損的概念
模塊二 金屬的磨損類型
一、粘著磨損
二、磨料磨損
三、腐蝕磨損
四、微動磨損
模塊三 金屬的磨損試驗(yàn)
一、磨損試驗(yàn)種類
二、常用的磨損試驗(yàn)
三、磨損量測量
模塊四 金屬的接觸疲勞
一、接觸疲勞現(xiàn)象
二、接觸疲勞試驗(yàn)
三、影響接觸疲勞壽命的若干因素
單元小結(jié)
綜合訓(xùn)練
第八單元 金屬高溫力學(xué)性能
模塊一 金屬的蠕變
一、金屬材料在高溫下力學(xué)性能的特點(diǎn)
二、金屬蠕變現(xiàn)象
三、蠕變變形機(jī)制
模塊二 金屬高溫力學(xué)性能指標(biāo)
一、蠕變極限
二、持久強(qiáng)度極限
三、松弛穩(wěn)定性及其指標(biāo)
模塊三 其他高溫力學(xué)性能
一、高溫短時拉伸性能
二、高溫硬度
模塊四 影響金屬高溫力學(xué)性能的因素
一、合金化學(xué)成分的影響
二、金屬冶煉工藝
三、熱處理工藝
四、晶粒度
單元小結(jié)
綜合訓(xùn)練
第九單元 金屬工藝性能試驗(yàn)
模塊一 金屬彎曲試驗(yàn)
一、金屬彎曲試驗(yàn)及其工程意義
二、試樣
三、試驗(yàn)方法
模塊二 金屬杯突試驗(yàn)
一、金屬杯突試驗(yàn)及其工程意義
二、試樣
三、試驗(yàn)方法
四、試驗(yàn)結(jié)果評定
模塊三 金屬頂鍛試驗(yàn)
一、金屬頂鍛試驗(yàn)及其工程意義
二、試樣
三、試驗(yàn)方法
模塊四 金屬線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)
一、金屬線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)及其工程意義
二、試樣三、試驗(yàn)方法
模塊五 金屬反復(fù)彎曲試驗(yàn)
一、金屬反復(fù)彎曲試驗(yàn)及其工程意義
二、試樣
三、試驗(yàn)方法
四、試驗(yàn)結(jié)果評定
模塊六 金屬管工藝試驗(yàn)
一、金屬管擴(kuò)口試驗(yàn)
二、金屬管彎曲試驗(yàn)
三、金屬管壓扁試驗(yàn)
單元小結(jié)
綜合訓(xùn)練
附錄
附錄A 平面布氏硬度值計(jì)算表
附錄B 金屬力學(xué)及工藝性能試驗(yàn)國家標(biāo)準(zhǔn)(部分)
附錄C 金屬常溫單向拉伸試驗(yàn)結(jié)果記錄單
附錄D 金屬力學(xué)性能檢測報(bào)告(示例)
附錄E 本書主要力學(xué)性能表征指標(biāo)一覽表
參考文獻(xiàn)
力是金屬力學(xué)行為中最基本和最重要的外部條件,需要對金屬受力后的應(yīng)力和應(yīng)變特征進(jìn)行必要的分析。同時,組織結(jié)構(gòu)也是決定力學(xué)行為的內(nèi)部因素,因此,必須將宏觀和微觀兩方面結(jié)合起來分析金屬的力學(xué)行為。此外,金屬的加工成形和力學(xué)性能測試也都以認(rèn)識金屬的力學(xué)行為為基礎(chǔ)。
三、金屬力學(xué)性能的測試
金屬力學(xué)性能測試的基本任務(wù)是正確地選用檢測儀器、裝備和試樣,確定合理的金屬力學(xué)性能判據(jù),依據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),準(zhǔn)確而盡可能快速地測出這種判據(jù)。
為了確切表征金屬材料在服役條件下所表現(xiàn)的力學(xué)行為,力學(xué)性能測試條件應(yīng)盡量接近實(shí)際工作條件。除普通金屬力學(xué)性能測試(利用試樣進(jìn)行力學(xué)性能測試)外,近年來又發(fā)展了模擬試驗(yàn),即應(yīng)用零件或構(gòu)件模型,或甚至使用真實(shí)工件,在模擬工件真實(shí)工作條件下進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)。通過這種試驗(yàn)所得到的力學(xué)性能判據(jù),能更真實(shí)反映工作條件下金屬的性能,具有重大的工程實(shí)際意義。但是,模擬試驗(yàn)一般缺乏普遍性,應(yīng)用受到限制。然而根據(jù)具體情況,進(jìn)行部分模擬服役條件的力學(xué)性能測試還是十分必要的。
操作者水平、試驗(yàn)設(shè)備、試樣形狀、尺寸和加工方法、加載速率、測試方法、溫度、介質(zhì)等,均影響金屬力學(xué)性能測試結(jié)果,也就是“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”等幾個方面。只有采用相同的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)和測試規(guī)程,才能保證金屬力學(xué)性能測試結(jié)果的可靠性和可比性。正確選擇和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),是確保金屬力學(xué)性能測試質(zhì)量的首要條件,同時也是本課程教學(xué)所要達(dá)到的目標(biāo)之一。
四、《金屬力學(xué)性能》課程的發(fā)展概述
早在20世紀(jì)50年代,本課程以金屬力學(xué)性能測試方法為主要內(nèi)容,基本屬于一門試驗(yàn)方法課。這是因?yàn)楫?dāng)時對金屬力學(xué)行為的認(rèn)識只限于一般性規(guī)律和性能測試的水平。后來,隨著金屬材料領(lǐng)域研究的發(fā)展,在一系列的領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了突破性的進(jìn)展,.如位錯理論解釋實(shí)際金屬的強(qiáng)度及由此而發(fā)展起來的合金強(qiáng)化理論,并且在理論指導(dǎo)下發(fā)展了一系列高強(qiáng)度材料。工程中高強(qiáng)度材料的低應(yīng)力脆性斷裂事故的出現(xiàn)又促使人們?nèi)ド钊胙芯拷饘俚臄嗔堰^程,結(jié)合斷裂力學(xué)的成果形成了金屬斷裂理論。于是,對金屬力學(xué)行為的認(rèn)識向著更深入、更本質(zhì)的方面產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。
測試技術(shù)的進(jìn)步也是《金屬力學(xué)性能》發(fā)展歷程中的重要動力。測試技術(shù)或?qū)嶒?yàn)手段的每一次突破,都給學(xué)科帶來新的進(jìn)展。