材料选用手册（精）

　　第一篇材料选用的定量方法
　　第1章材料选用的定量方法3
　　11概述3
　　12材料的初步筛选4
　　121材料性能要求分析4
　　122初步筛选的定量方法5
　　13选材方案的比较7
　　131性能权重法7
　　14优化方案的选择9
　　15材料选择典型事例分析9
　　151材料使用性能要求9
　　152材料的初步筛选9
　　153材料方案的比较9
　　154选择优化方案10
　　16材料替代12
　　161Pugh法12
　　162成本效益分析12
　　17材料替代典型事例分析13
　　18信息来源计算机辅助选材13
　　181计算机材料数据库13
　　182计算机辅助最终选材14
　　183专家系统14
　　参考文献15第二篇结 构 材 料
　　第2章碳钢和合金钢19
　　21概述19
　　22钢的生产19
　　221炼铁19
　　222炼钢20
　　223连铸20
　　224轧制/锻造20
　　23钢的性能发展20
　　231铁碳平衡相图21
　　232等温转变曲线26
　　233连续冷却转变曲线28
　　234淬透性概念28
　　24合金元素在钢中的作用30
　　25钢的热处理34
　　26钢的分类和材料规范35
　　261碳钢36
　　262合金钢37
　　27总结43
　　参考文献43
　　第3章不锈钢45
　　31合金元素的作用45
　　32若干腐蚀形式48
　　321一般腐蚀48
　　322应力腐蚀开裂48
　　323点腐蚀49
　　324缝隙腐蚀50
　　325晶间腐蚀50
　　326接触腐蚀51
　　33氩氧脱碳（AOD）、双重质量证明和
　　化学成分控制51
　　34可获得性53
　　35铁素体不锈钢53
　　36马氏体不锈钢53
　　37时效硬化马氏体不锈钢54
　　38双相不锈钢54
　　39奥氏体不锈钢和镍合金55
　　310焊接56
　　3101碳钢与不锈钢56
　　3102奥氏体合金58
　　3103双相不锈钢59
　　3104高钼合金59
　　网址59
　　参考文献60
　　商标60
　　第4章铝合金61
　　41铝合金的特性61
　　411变形铝合金的优点61
　　412铸造铝合金的优点62
　　413变形和铸造铝合金的局限性62
　　42标识系统63
　　421变形铝合金标识系统63
　　422铸造铝合金的标识系统66
　　423铝合金状态标识系统68
　　43铝合金的性能68
　　44铝合金的应用80
　　441按合金分类的应用80
　　442按市场范围的应用91
　　参考文献93
　　第5章铜及铜合金95
　　51概述95
　　52铜工业的结构95
　　53铜合金设计96
　　54产品形状99
　　55电气和电子线材产品100
　　56箔、带、板材产品107
　　561建筑107
　　562电气和电子合金107
　　563工业产品138
　　57管材产品138
　　571水管138
　　572商业管和配件141
　　573合金管141
　　58棒、条和机械线材141
　　581机加工产品141
　　582锻造142
　　583机械线材142
　　59铸造143
　　591铸造方法143
　　592应用143
　　593套筒轴承152
　　510铜对人类健康和环境的影响152
　　第6章钛合金的设计选材154
　　61概述154
　　611目的154
　　612钛合金简介154
　　613钛合金的耐高温性能154
　　614钛及其合金的强度和耐腐蚀
　　性能154
　　615钛合金的信息155
　　62钛合金的金属学156
　　621结构156
　　622合金中的晶体结构行为156
　　63高温环境应用的钛合金156
　　631概述156
　　632力学行为156
　　64钛及其合金的显微组织和性能158
　　641合金成分和力学行为158
　　642钛合金的强化159
　　65合金元素的作用159
　　651金属间化合物和其他第二相160
　　652力学和物理性能160
　　653工艺影响161
　　654氢（在工业纯的钛中）161
　　655氧和氮（在工业纯的钛中）161
　　656钛合金的力学性能161
　　66生产工艺过程167
　　661钛合金制件生产概况167
　　662钛的真空熔炼168
　　663锻造钛合金168
　　664精密熔模铸造169
　　665加工和残余应力169
　　666连接169
　　67选择钛合金的其他考虑方面170
　　671腐蚀170
　　672生物医学方面的应用170
　　673低温方面的应用170
　　68评述170
　　参考文献171
　　第7章镍及镍基合金172
　　71概述172
　　72镍基合金172
　　721合金分类172
　　722讨论和应用174
　　73腐蚀180
　　74制造184
　　741变形抗力184
　　742应变硬化184
　　75热处理185
　　751还原性气氛185
　　752可控气氛185
　　76焊接186
　　77机加工186
　　78结论187
　　参考文献187
　　第8章镁及镁合金188
　　81概述188
　　82应用188
　　821作为非结构材料方面的应用188
　　822作为结构材料方面的应用188
　　83合金与性能189
　　831铸件的力学性能190
　　832变形产品的力学性能190
　　833物理性能191
　　84加工制造191
　　841机加工191
　　842连接192
　　843成形192
　　85腐蚀与表面处理192
　　851化学转化镀膜192
　　852阳极镀膜192
　　853涂漆192
　　854电镀192
　　参考文献192
　　参考书目193
　　第9章镁合金的腐蚀与氧化194
　　91概述194
　　92镁合金的氧化195
　　921室温氧化195
　　922高温氧化196
　　93镁合金的腐蚀198
　　931电化学特性198
　　932腐蚀的类型199
　　933环境与表面膜200
　　934提高耐蚀性的方法201
　　94总结与展望207
　　参考文献208
　　第10章高温合金的设计选材211
　　101概述211
　　1011目的211
　　1012什么是高温合金211
　　1013高温合金怎样强化211
　　1014高温合金制品的制备212
　　1015高温合金信息222
　　102高温金属224
　　1021概论224
　　1022力学行为224
　　103高温合金性能226
　　1031物理/环境性能226
　　1032力学性能227
　　104高温合金的发展228
　　1041通过控制化学成分改善高温
　　合金228
　　105熔炼和铸造方法229
　　1051概论229
　　1052高温合金的熔炼和精炼229
　　1053合金锭重熔工艺的优、缺点230
　　106零件生产231
　　1061生产部件的铸造方法231
　　1062锻造和粉末高温合金232
　　1063连接232
　　1064制造工艺小结234
　　107高温合金选材的其他方面235
　　1071腐蚀和保护涂层235
　　1072抗热腐蚀的特殊合金236
　　1073热障涂层236
　　108合金选择总结236
　　1081中温应用236
　　1082高温应用237
　　109总评238
　　参考文献238
　　第11章塑料：热塑性塑料，热固性塑
　　料和弹性体240
　　111通用热塑性塑料240
　　1111聚乙烯240
　　1112聚丙烯241
　　1113聚苯乙烯241
　　1114抗冲击型聚苯乙烯241
　　1115SAN（苯乙烯/丙烯腈共聚物）241
　　1116ABS242
　　1117聚氯乙烯242
　　1118聚偏二氯乙烯243
　　1119聚甲基丙烯酸甲酯243
　　11110聚对苯二甲酸乙二醇酯243
　　112热塑性工程塑料243
　　1121聚酯（热塑性塑料）244
　　1122聚酰胺（尼龙）244
　　1123聚缩醛245
　　1124聚苯硫醚245
　　1125聚碳酸酯245
　　1126聚砜246
　　1127改性聚苯醚246
　　1128聚酰亚胺246
　　113含氟热塑性塑料247
　　1131聚四氟乙烯247
　　1132聚偏氟氯乙烯247
　　1133聚全氟乙丙烯248
　　1134聚偏二氟乙烯248
　　1135聚（三氟氯乙烯与乙烯共
　　聚物）248
　　1136聚氟乙烯248
　　114热固性树脂248
　　1141酚醛树脂248
　　1142环氧树脂249
　　1143不饱和聚酯249
　　1144醇酸树脂249
　　1145邻苯二甲酸丙酯249
　　1146氨基树脂249
　　115通用弹性体250
　　116特殊弹性体250
　　参考文献251
　　第12章复合材料253
　　121概述253
　　1211复合材料的分类的特点253
　　1212复合材料可比较的性质254
　　1213制造中需要考虑的事项257
　　122增强体和基体材料257
　　1221增强体257
　　1222基体材料259
　　123复合材料的性能261
　　1231复合材料的力学性能263
　　1232复合材料的物理性能268
　　参考文献273
　　参考书目273
　　第13章智能材料276
　　131概述276
　　132压电材料277
　　133电致伸缩材料279
　　134磁致伸缩材料280
　　135抗弹性材料280
　　136电流变材料281
　　137磁流变材料281
　　138热感应材料281
　　139pH值敏感材料282
　　1310光敏感材料282
　　1311智能聚合物282
　　1312智能凝胶（智能水凝胶）283
　　1313智能催化剂283
　　1314形状记忆合金283
　　1315材料不寻常的特性284
　　1316评论、关注和结论284
　　1317未来285
　　参考文献285
　　第14章陶瓷材料及其设计、应用
　　概览287
　　141概述287
　　142先进陶瓷工艺287
　　143脆性和脆性材料设计288
　　144应用289
　　1441陶瓷作为耐磨材料的应用289
　　1442热结构应用291
　　1443耐腐蚀性293
　　1444无源电子293
　　1445压电陶瓷293
　　1446透明陶瓷294
　　145信息来源295
　　1451生产商和供应商295
　　1452资料295
　　1453标准和试验方法295
　　1454设计手册296
　　146将来的趋势296
　　参考文献297第三篇材料数据的获得与管理
　　第15章如何获得材料性能数据301
　　151概述301
　　152过程302
　　1521确定问题302
　　1522查找所需信息304
　　1523首先使用最有名的资源305
　　1524超出桌面306
　　1525评估数据/信息资源308
　　1526使用新的信息时重新确定的
　　问题308
　　1527知道何时所收集的信息已经
　　足够了308
　　153数据库308
　　15315个大型文献数据库308
　　1532其他数据库309
　　参考文献310
　　第16章材料数据的来源311
　　161概述311
　　162对于数据的期望使用311
　　1621建立材料或产品性能模型311
　　1622材料选择312
　　1623分析比较312
　　1624初步设计312
　　1625最终设计313
　　1626材料规范313
　　1627加工313
　　1628质量保证314
　　1629维护314
　　16210失效分析314
　　163数据类型314
　　1631原文数据314
　　1632数字数据库315
　　1633元数据315
　　164数据资源的种类315
　　165数据质量和可靠性316
　　166平台：数据资料的类型317
　　167特定的数据资料317
　　1671ASM国际317
　　1672STN国际318
　　1673因特网319
　　参考文献320
　　第17章材料数据管理321
　　171材料数据管理的历史321
　　172材料数据管理系统的实施323
　　1721计划323
　　1722实施324
　　1723开展与支持326
　　173创建数据库326
　　1731定义项目组326
　　1732确定终端用户的数据要求326
　　1733确认功能需求327
　　1734数据库的设计327
　　1735原型数据库的开发329
　　1736数据库的填充329
　　1737建立数据库330
　　1738用户界面的定制330
　　1739数据库的考核331
　　174商业数据库管理系统331
　　175材料数据标准333
　　参考文献334
　　第18章材料信息的采购和处置336
　　181概述336
　　182采购信息337
　　183材料标准和规范的目录与参考340
　　184材料处理342
　　185关于材料循环处理的信息资源343
　　186当前的问题344
　　参考文献344第四篇材料性能测试
　　第19章金属材料性能测试349
　　191力学测试实验室349
　　1911试验机350
　　1912传感器和检测装置351
　　192拉伸和压缩性能试验351
　　193蠕变和应力松弛试验353
　　194硬度和冲击试验354
　　195断裂韧度试验356
　　196疲劳试验359
　　197其他力学试验361
　　198环境因素361
　　参考文献363
　　第20章塑料测试364
　　201力学性能365
　　2011拉伸试验（ASTM D638，
　　ISO 5271）365
　　2012弯曲性能（ASTM D790，
　　ISO 178）365
　　2013蠕变性能366
　　2014应力松弛367
　　2015冲击性能369
　　2016耐磨试验373
　　2017耐疲劳性374
　　2018硬度测试375
　　202热性能376
　　2021高温性能测试376
　　2022脆性温度（ASTM D746，
　　ISO 974）379
　　203电性能379
　　2031介电强度（ASTM D149，
　　IEC 2431）380
　　2032介电常数和损耗因子（ASTM
　　D150，IEC 250）380
　　2033电阻试验381
　　2034电弧电阻（ASTM D495）381
　　204大气老化性能383
　　2041加速大气老化试验384
　　2042塑料的户外大气老化（ASTM
　　D1435）386
　　参考文献387
　　第21章塑料的特性与识别389
　　211材料特性试验389
　　2111熔体指数试验(ASTM D1238，
　　ISO1133)389
　　2112流变学391
　　2113黏度试验393
　　2114凝胶渗透色谱393
　　2115热分析技术394
　　2116光谱学402
　　212塑料的识别分析402
　　2121熔点的测定403
　　2122溶解性试验403
　　2123铜线试验404
　　2124密度试验404
　　2125用于识别聚合物的化学及热
　　分析404
　　参考文献404
　　第22章专业的测试机构406
　　221美国国家标准研究所406
　　222美国试验和材料协会406
　　223食品药品管理局407
　　224国家标准和技术研究所407
　　225国家电气制造商协会407
　　226国家消防协会408
　　227国家卫生基金会408
　　228塑料工程师协会408
　　229塑料工业协会409
　　2210签约商实验室409
　　2211测试服务的典型价格409
　　2212独立的测试实验室410
　　第23章陶瓷测试413
　　231概述413
　　232力学性能测试413
　　2321强度414
　　2322蠕变416
　　2323硬度417
　　2324断裂韧度418
　　2325高应变速率418
　　2326疲劳419
　　233热测试421
　　2331热膨胀421
　　2332热传导422
　　2333热容量424
　　234无损检测424
　　2341超声波探伤425
　　2342射线照相425
　　235电测试426
　　2351高温电阻426
　　2352电子级陶瓷的弯曲强度426
　　236结语426
　　参考文献427
　　第24章无损检测428
　　241概述428
　　2411关于检测方法的信息429
　　2412其他参考资料429
　　2413电子参考资料429
　　2414未来NDE的能力429
　　242液体渗透检测430
　　2421渗透方法工艺431
　　2422参考标准试块431
　　2423渗透检验的局限性432
　　243超声方法432
　　2431声波432
　　2432声的反射和透射432
　　2433声的折射434
　　2434检测工艺435
　　244射线照相436
　　2441X射线的产生和吸收437
　　2442中子射线照相438
　　2443X射线的衰减439
　　2444采用胶片的X射线照相技术439
　　2445透度计440
　　2446实时射线照相技术440
　　2447计算机层析照相技术441
　　245涡流检测442
　　2451趋肤效应442
　　2452阻抗平面442
　　2453检测线圈从试样上提离444
　　246热学方法445
　　2461红外摄像仪445
　　2462热涂层445
　　2463热学检测445
　　247磁粉检测方法445
　　2471磁化场446
　　2472连续与非连续场446
　　2473检测工艺447
　　2474零件的退磁447
　　248选材中检测能力的考虑447
　　2481材料特性的确定447
　　2482结构完整性448
　　2483定量裂纹检测的好处449
　　2484NDE能力的量化451
　　2485检测概率452
　　2486在所有NDI应用中过程控制的
　　必要性453
　　249结束语453
　　附录A：常用材料的超声特性454
　　附录B：金属和合金的电阻和电导率456
　　参考文献457第五篇失 效 分 析
　　第25章失效模式：金属的使用特性和
　　服役条件461
　　251失效判据461
　　252失效模式461
　　253弹性变形和屈服465
　　254断裂机理和裂纹失稳扩展466
　　255疲劳470
　　2551疲劳载荷及试验470
　　2552SNP曲线：基本设计工具473
　　2553影响SNP曲线的因素474
　　2554非零均值应力474
　　2555疲劳裂纹扩展476
　　256蠕变和应力断裂480
　　2561长期蠕变行为的预测481
　　2562作用轴应力状态下的蠕变482
　　257磨蚀和磨损484
　　2571磨蚀现象484
　　2572磨损现象490
　　258腐蚀和应力腐蚀494
　　2581腐蚀类型494
　　2582应力腐蚀开裂498
　　259失效分析和溯源设计499
　　参考文献499
　　第26章塑料的失效分析502
　　261概述502
　　2611材料选择502
　　2612设计502
　　2613工艺503
　　2614使用环境503
　　262失效类型504
　　2621力学失效504
　　2622热失效504
　　2623化学失效504
　　2624环境失效504
　　263失效分析504
　　2631目视检查504
　　2632鉴定分析504
　　2633应力分析505
　　2634热转换技术（ASTM F1057）507
　　2635切片507
　　2636力学测试507
　　2637热分析508
　　2638无损检测技术508
　　参考文献508
　　第27章失效模式：陶瓷的性能和使用
　　要求509
　　271概述509
　　272瑕疵510
　　273断裂力学511
　　274强度512
　　275迟滞失效513
　　276强度和寿命的分散度514
　　2761强度的分散度514
　　2762寿命的分散度516
　　277使用多轴威布尔统计法的设计517
　　2771压缩加载下的强度517
　　2772全方位的多轴的断裂准则517
　　2773局部的多轴性准则517
　　278热冲击条件下的材料选择519
　　279高温失效521
　　2791蠕变应变521
　　2792蠕变断裂522
　　参考文献522
　　第28章脆性材料的力学可靠性及寿命
　　预测523
　　281范围523
　　282简介523
　　283概述524
　　2831一般原理524
　　2832强度524
　　2833统计强度分布524
　　2834最小强度过载验证实验525
　　2835无损缺陷检测525
　　2836环境加速断裂525
　　2837恒定加载速率实验526
　　2838缺口试样的固有强度527
　　2839寿命预测527
　　28310置信度极限527
　　28311寿命预测过程527
　　284总结528
　　附录1威布尔（Weibull)试验529
　　附录2强度和动态疲劳测试530
　　附录3置信度极限532
　　参考文献533第六篇制造
　　第29章选材、设计和制造工艺的相互
　　关系539
　　291制造任务539
　　292不同途径539
　　293设计540
　　294材料选择542
　　295制造工艺的选择542
　　296完善体系：辅助工艺543
　　297“最佳”系统的选择543
　　298相互关系举例544
　　第30章金属的生产工艺与设备547
　　301金属切削原理547
　　302加工功率和切削力550
　　303刀具寿命552
　　304金属切削经济学553
　　3041最低成本的切削速度（Vmin）554
　　3042刀具寿命最低成本（Tmin）554
　　3043最大生产率的切削速度
　　（Vmax）554
　　3044最大生产率的刀具寿命（Tmax）554
　　305刀具材料554
　　3051刀具的几何学555
　　3052切削液555
　　3053机加工性556
　　3054切削速度和进给速度556
　　306车床557
　　3061车床尺寸559
　　3062盈亏平衡（BE）条件559
　　307钻床560
　　3071钻孔的准确性563
　　308铣削566
　　309齿轮制造569
　　3091机加工方法569
　　3092齿轮精加工570
　　3010螺纹切削和成形571
　　30101内螺纹571
　　30102螺纹滚压571
　　3011拉削572
　　3012修刨、刨削和插削574
　　3013锯、剪切和切断576
　　3014加工塑料576
　　3015研磨、磨削和精加工577
　　30151磨料577
　　30152温度579
　　3016特种加工580
　　30161磨料流加工582
　　30162磨料喷射加工582
　　30163液压射流加工582
　　30164低应力研磨582
　　30165热辅助加工583
　　30166机电驱动加工583
　　30167总体成形加工584
　　30168超声波加工584
　　30169水射流加工584
　　301610电化学去毛刺584
　　301611电化学放电研磨585
　　301612电化学研磨586
　　301613电化学珩磨586
　　301614电化学加工586
　　301615电化学抛光587
　　301616电化学磨削刀具587
　　301617电化学车削588
　　301618电液流加工588
　　301619型管电解加工588
　　301620电子束加工589
　　301621电火花研磨589
　　301622电火花加工590
　　301623电火花锯削590
　　301624电火花线切割（移动丝）590
　　301625激光束加工591
　　301626激光束矩591
　　301627等离子束加工592
　　301628化学加工法：化学铣，化学
　　切料592
　　301629电抛光592
　　301630光化学加工593
　　301631热化学加工593
　　参考文献593
　　参考书目594
　　第31章金属加工、成型与铸造595
　　311概述595
　　312热加工工艺596
　　3121热加工工艺分类596
　　3122轧制596
　　3123锻造598
　　3124挤压599
　　3125拉深599
　　3126旋压602
　　3127管的焊接602
　　3128穿孔602
　　313冷加工工艺603
　　3131冷加工工序分类603
　　3132压挤工艺603
　　3133弯曲604
　　3134剪切606
　　3135拉制607
　　314金属铸造和成型工艺609
　　3141砂型铸造609
　　3142离心铸造610
　　3143硬模铸造611
　　3144石膏模铸造612
　　3145熔模铸造612
　　315塑料成型工艺613
　　3151喷射成型613
　　3152共补喷射成型613
　　3153轮转成型613
　　3154膨胀小球成型613
　　3155挤压614
　　3156吹塑成型614
　　3157热成型614
　　3158增强塑料成型614
　　3159锻塑零件614
　　316粉末冶金614
　　3161P/M制品的性能615
　　317表面处理615
　　3171清理615
　　3172包覆617
　　3173化学转换618
　　参考文献618
　　第32章塑料零件的加工Ⅰ620
　　321概述620
　　322挤出620
　　323挤出包覆621
　　324吹膜622
　　325压延成型623
　　326片材热成型623
　　327吹塑成型624
　　328涂覆626
　　329旋转成型627
　　3210浇铸成型628
　　3211模压成型628
　　3212传递模塑629
　　3213注射成型629
　　3214反应注射成型632
　　3215总结和结论632
　　参考文献632
　　第33章塑料零件的加工Ⅱ633
　　331塑料零件加工的分类633
　　3311连续过程和循环过程633
　　3312流动控制运动学633
　　332介绍635
　　3321 设计难点635
　　3322设计的解决算法635
　　3323温度影响641
　　3324压力影响641
　　3325棒材的挤出（范例）642
　　第一部分连续加工：剪切控制643
　　333挤出：单螺杆643
　　334双螺杆挤出646
　　335线材包覆646
　　3351单一拖曳流647
　　3352牵引流和压力流并存647
　　336压延成型648
　　第二部分连续加工：拉伸控制649
　　337熔体的纤维纺丝649
　　338吹膜649
　　第三部分循环过程：剪切为主651
　　339熔体注射成型651
　　3310反应注射成型653
　　3311传递模塑653
　　第四部分循环过程： 拉伸控制653
　　3312压缩成型653
　　3313吹塑成型654
　　3314热成型654
　　3315旋转铸塑658
　　第五部分循环过程：静态过程658
　　3316铸塑658
　　3317结论658
　　参考文献658
　　参考书目661
　　期刊661
　　第34章复合材料制备工艺662
　　341概述662
　　3411复合材料的特性662
　　3412纤维结构形式对力学性能的
　　影响662
　　342基本的工艺原理666
　　3421目的和目标666
　　3422复合材料工艺路线的一般
　　特征666

　　本书是一部实用性较强的工程材料选用方面的工具书。作者是50多位材料研究专家和一线工程技术专家，用通俗易懂的写作方式介绍了新型工程材料的性能、选材方法、成型工艺和应用技术，特别介绍了工程材料应用中存在的问题和注意事项，与数据牌号类手册相比具有显著的特色。此书的翻译者为北京航空材料研究院的专家，对各类工程材料有很深入的了解和研究，忠实准确地反映了原著的观点。
　　本书适合于从事工程材料研究和应用的技术人员及大专院校相关专业师生。