工程材料与材料成形工艺PDF电子书下载

第1章 工程材料与机械制造过程 1

1.1　材料及其成形工艺的简要发展过程 1

1.2　工程材料的分类及发展趋势 2

1.3　机械制造过程及材料成形技术发展趋势 5

1.3.1　机械制造工艺流程 5

1.3.2　材料成形工艺的技术进展 6

1.4　课程总体目标和任务 7

思考题与习题 7

第2章　工程材料的性能 9

2.1　材料的力学性能 9

2.1.1　强度和塑性 9

2.1.2　硬度 11

2.1.3　冲击韧度 13

2.1.4　疲劳极限 14

2.2　材料的物理性能 15

2.3　材料的化学性能 16

2.3.1　金属腐蚀的基本过程 17

2.3.2　防止金属腐蚀的途径 17

2.4　材料的工艺性能 17

2.5　材料的经济性能 17

思考题与习题 18

第3章　材料的结构与凝固 19

3.1　材料的结合方式 19

3.1.1　结合键 19

3.1.2　晶体与非晶体 20

3.2　金属材料的结构特点 20

3.2.1　晶体结构的基本概念 20

3.2.2　三种典型的金属晶体结构 21

3.2.3　实际金属的晶体结构 22

3.2.4　合金的晶体结构 23

3.3　非金属材料的结构特点 25

3.3.1 陶瓷材料的结构特点 25

3.3.2　高分子材料的结构特点 25

3.4　材料的凝固与结晶 27

3.4.1　金属的结晶特点 28

3.4.2　非晶态凝固的特点 29

3.5　铁碳合金相图 29

3.5.1　铁碳合金的基本组元与基本相 29

3.5.2　Fe-Fe3C相图分析 31

3.5.3　典型合金的结晶过程及组织 32

3.5.4　含碳量与铁碳合金组织及性能的关系 35

3.5.5　铁碳合金相图的应用 36

思考题与习题 37

第4章　材料的强化与处理 39

4.1　金属材料的热处理 39

4.1.1　钢在加热时的转变 39

4.1.2　钢在冷却时的转变 40

4.1.3　钢的普通热处理 43

4.1.4　钢的表面热处理 47

4.1.5　热处理新技术简介 48

4.1.6　热处理工艺的应用 48

4.2　聚合物材料的改性强化 52

4.3　工程材料的表面处理方法 53

4.3.1　气相沉积 53

4.3.2　化学转化膜技术 55

4.3.3　电镀和化学镀 55

4.3.4　涂料和涂装工艺 56

思考题与习题 56

第5章　金属材料 58

5.1　概述 58

5.1.1　金属材料的分类 58

5.1.2　合金元素在钢中的作用 60

5.2　非合金钢 62

5.2.1　碳素结构钢 62

5.2.2　优质碳素结构钢 63

5.2.3　碳素工具钢 64

5.2.4　易切削结构钢 65

5.2.5　工程用铸造碳钢 65

5.3　合金钢 66

5.3.1　低合金钢 67

5.3.2　机械结构用合金钢 68

5.3.3　合金工具钢和高速工具钢 71

5.3.4　特殊性能钢 74

5.4　铸铁 77

5.4.1　铸铁的石墨化 77

5.4.2　常用铸铁 77

5.4.3　特殊性能铸铁 83

5.5　非铁金属材料 84

5.5.1　铝及其合金 84

5.5.2　铜及其合金 87

5.5.3　滑动轴承合金 90

5.5.4　粉末冶金材料 91

思考题与习题 92

第6章　非金属材料与新型材料 94

6.1　高分子材料 94

6.1.1　高聚物的人工合成 95

6.1.2　有机高分子材料的组成及性能特点 95

6.1.3　工程塑料 96

6.1.4　合成橡胶 100

6.1.5　胶粘剂 101

6.2　陶瓷材料 105

6.2.1　陶瓷的分类 105

6.2.2　陶瓷材料的性能特点 105

6.2.3　常用工程结构陶瓷的种类、性能和用途 106

6.3　复合材料 107

6.3.1　复合材料的种类 107

6.3.2　复合材料的性能特点 108

6.3.3　复合材料的应用 108

6.4　其它新型材料 109

6.4.1　高温材料 109

6.4.2　形状记忆材料 110

6.4.3　非晶态材料 110

6.4.4　超导材料 111

6.4.5　纳米材料 112

思考题与习题 112

第7章　铸造成形工艺 114

7.1　铸造工艺基础 114

7.1.1　概述 114

7.1.2　合金的铸造性能 114

7.2　砂型铸造 116

7.2.1　型砂与芯砂 116

7.2.2　手工砂型造型 117

7.2.3　机器造型 121

7.2.4　型芯制造 122

7.2.5　合型 124

7.2.6　浇注 125

7.2.7　落砂和清理 125

7.3　铸造工艺 126

7.3.1 浇注位置与分型面的选择 126

7.3.2 工艺参数的选择 127

7.3.3　浇注系统 128

7.3.4　冒口 130

7.3.5　铸造工艺图 130

7.4　铸件的结构工艺性 131

7.4.1　铸件质量对铸件结构的要求 132

7.4.2　铸造工艺对零件结构的要求 133

7.4.3　不同铸造合金对铸件结构的要求 134

7.5　铸件质量与成本分析 135

7.5.1　铸件的主要缺陷及其产生原因 135

7.5.2　铸件成本分析 137

7.6　特种铸造与铸造新技术简介 139

7.6.1　熔模铸造 139

7.6.2　金属型铸造 139

7.6.3　压力铸造 140

7.6.4　低压铸造 140

7.6.5　离心铸造 140

7.6.6　铸造过程计算机数值模拟技术 141

7.6.7　快速成形技术 141

思考题与习题 142

第8章　锻压成形工艺 145

8.1　锻压工艺基础 145

8.1.1　锻压的基本生产方式 145

8.1.2　金属的锻造性能 147

8.1.3　坯料的加热和锻件的冷却 149

8.2 自由锻 150

8.2.1 自由锻设备 150

8.2.2　自由锻的基本工序 151

8.2.3　自由锻工艺规程的制定 153

8.2.4　自由锻锻件结构工艺性 156

8.3　模锻 157

8.3.1　锤上模锻 157

8.3.2　胎模锻 159

8.3.3　压力机上的模锻 159

8.4　板料冲压 160

8.4.1　冲压设备 160

8.4.2　冲压模具 160

8.4.3　板料冲压的基本工序 161

8.5　锻压件质量与成本分析 162

8.5.1　锻件质量分析 162

8.5.2　锻件成本分析 164

8.6　锻压新技术简介 164

8.6.1　高速高能成形 164

8.6.2　液态成形 166

8.6.3　超塑性成形 166

思考题与习题 167

第9章　焊接及胶接成形工艺 168

9.1　焊接工艺基础 168

9.1.1　概述 168

9.1.2　焊接接头的组织和性能 169

9.2　常用焊接方法 171

9.2.1　焊条电弧焊 171

9.2.2　气焊与气割 175

9.2.3　埋弧自动焊 179

9.2.4　气体保护焊 180

9.2.5　电渣焊 181

9.2.6　电阻焊 182

9.2.7　钎焊 183

9.3 常用金属材料的焊接 183

9.3.1　金属焊接性 183

9.3.2　钢铁材料的焊接 184

9.3.3　非铁金属材料的焊接 184

9.4　焊接结构工艺性 185

9.4.1　焊接结构材料的选择 185

9.4.2　焊缝布置 185

9.5　焊接质量与成本分析 186

9.5.1　焊接质量分析 186

9.5.2　焊接质量检验过程 188

9.5.3　焊接生产成本分析 190

9.6　胶接成形 191

9.6.1　胶接的特点与应用 191

9.6.2　胶接工艺 192

9.7　焊接与胶接新技术简介 193

9.7.1　等离子弧焊接和切割 193

9.7.2　真空电子束焊接 194

9.7.3　激光焊接与切割 194

9.7.4　胶接新技术 195

思考题与习题 196

第10章　钳工成形工艺 199

10.1 划线 200

10.1.1　划线工具 200

10.1.2　划线基准 201

10.1.3　划线操作注意事项 202

10.2　锯切 202

10.2.1　锯条 202

10.2.2　锯切方法 202

10.3　锉削 203

10.3.1　锉刀 203

10.3.2　锉削方法 203

10.3.3　锉削操作注意事项 204

10.4　钻孔 205

10.4.1　钻床 205

10.4.2　钻头 205

10.4.3　钻孔方法 206

10.4.4　钻孔操作注意事项 206

10.5　攻螺纹与套螺纹 206

10.5.1　攻螺纹 206

10.5.2　套螺纹 207

10.6　刮削 207

10.6.1　刮刀及其用法 208

10.6.2　刮削质量检验 208

10.6.3　平面刮削步骤 208

10.7　装配工艺 208

10.7.1　典型零件的装配 209

10.7.2　拆装工艺方法 210

思考题与习题 211

第11章　机械加工成形工艺 212

11.1　切削加工基本知识 212

11.1.1　切削加工运动 212

11.1.2　金属切削刀具 213

11.1.3　切削液 215

11.1.4　工件材料的切削加工性 215

11.1.5　零件的加工质量 216

11.2　车削加工 216

11.2.1　车床 216

11.2.2　车刀 217

11.2.3　工件的安装方法及附件 218

11.2.4　基本车削工艺 220

11.2.5　典型零件加工 221

11.2.6　机械加工安全技术 223

11.3 铣削、刨削与磨削加工 223

11.3.1　铣削加工 223

11.3.2　刨削加工 225

11.3.3　磨削加工 227

11.4　数控加工与特种加工 228

11.4.1　数控加工 228

11.4.2　特种加工 229

思考题与习题 230

第12章　非金属材料成形工艺 232

12.1 塑料成形 232

12.1.1　挤出成形 232

12.1.2　注射成形 233

12.1.3　压制成形 233

12.1.4　浇铸成形 233

12.1.5　吹塑成形 234

12.1.6　回转成形 234

12.2　橡胶成形 235

12.3 陶瓷成形 235

12.3.1　压制成形 236

12.3.2　注浆成形 236

12.3.3　注射成形 237

12.4　复合材料成形 237

12.4.1　手糊成形 237

12.4.2　层压成形 237

12.4.3　喷射成形 238

12.4.4　缠绕成形 238

思考题与习题 238

第13章　材料与成形工艺选择及产品质量控制 240

13.1　机械零件的失效形式 240

13.1.1　零件失效原因 240

13.1.2　零件失效形式 241

13.2　材料及成形工艺选择原则 243

13.2.1　使用性原则 243

13.2.2　工艺性原则 243

13.2.3　经济性原则 244

13.3　材料及成形工艺选择的方法 246

13.3.1　材料及其成形工艺选择的步骤 246

13.3.2　材料及成形工艺选择方法及依据 247

13.4　典型零件的选材实例分析 250

13.4.1　轴类零件的选材 250

13.4.2　齿轮类零件的选材 252

13.4.3　手用丝锥的选材 254

13.4.4　机架、箱体类零件 254

13.5　材料的质量检验 255

13.5.1　成分分析 255

13.5.2　组织分析 256

13.5.3　无损探伤 257

思考题与习题 258

附录　综合性实验指导 260

主要参考文献 262