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第1章　金属材料的力学性能 1

1.1　强度和塑性 1

1.1.1 强度 1

1.1.2　塑性 3

1.2　硬度 4

1.2.1　布氏硬度 5

1.2.2　洛氏硬度 6

1.2.3　维氏硬度和显微硬度 7

1.3 冲击韧性 8

1.4　疲劳强度 8

复习与思考题 9

第2章　金属的晶体结构与结晶 10

2.1　金属的晶体结构 10

2.1.1　晶体的基本概念 10

2.1.2　固态金属的特性 11

2.1.3　常见金属的晶体结构 11

2.2　金属的实际晶体结构 11

2.2.1　单晶体与多晶体的概念 11

2.2.2　晶体中的缺陷 12

2.3　纯金属的结晶 13

2.3.1　纯金属的冷却曲线和冷却现象 13

2.3.2　金属的结晶过程 14

复习与思考题 15

第3章　铁碳合金相图 16

3.1　纯铁及铁碳合金的基本组织 16

3.1.1　纯铁 16

3.1.2　合金的基本概念和合金的相结构 17

3.1.3　铁碳合金基本组织 18

3.2　铁碳合金相图分析 19

3.3　典型铁碳合金的结晶过程及其组织 20

3.4　碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响和铁碳合金相图的应用 22

3.4.1　碳的质量分数对铁碳合金组织的影响 22

3.4.2　碳的质量分数对力学性能的影响 23

3.4.3　碳的质量分数对工艺性能的影响 23

3.4.4　铁碳合金相图的应用 24

复习与思考题 25

第4章　钢的热处理 26

4.1　钢在加热时的组织转变 26

4.1.1　奥氏体的形成 27

4.1.2　奥氏体晶粒的长大及影响因素 27

4.2　钢在非平衡冷却时的组织转变 28

4.2.1　过冷奥氏体的等温转变 29

4.2.2　过冷奥氏体的连续冷却转变 30

4.2.3　马氏体转变 32

4.3　钢的退火与正火 32

4.3.1　钢的退火 32

4.3.2　钢的正火 33

4.4　钢的淬火 34

4.4.1　钢的淬火工艺 34

4.4.2　淬火方法 35

4.4.3　钢的淬透性 36

4.5　钢的回火 36

4.5.1 回火的目的 36

4.5.2　淬火钢在回火时组织的转变 37

4.5.3　回火种类与应用 37

4.6　钢的表面淬火 38

4.6.1　感应加热表面淬火 38

4.6.2　火焰加热表面淬火 39

4.7　钢的化学热处理 39

4.7.1　钢的渗碳 39

4.7.2　钢的氮化 40

4.7.3　钢的碳氮共渗与氮碳共渗 41

4.8　热处理技术条件的标注和工艺位置安排 41

4.8.1　热处理技术条件的标注 41

4.8.2　热处理工艺位置的安排 41

复习与思考题 43

第5章　碳素钢与合金钢 44

5.1　钢的分类与编号 44

5.1.1　钢的分类 44

5.1.2　钢的编号 44

5.2　钢中常存杂质元素的影响 46

5.3　合金元素在钢中的作用 46

5.3.1　合金元素在钢中的存在形式 47

5.3.2　合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 47

5.3.3　合金元素对钢的热处理的影响 48

5.4　结构钢 48

5.4.1　工程结构用结构钢 49

5.4.2　机器零件用结构钢 50

5.5　工具钢 57

5.5.1 刃具钢 57

5.5.2　模具钢 60

5.5.3　量具钢 62

5.6　特殊性能钢 62

5.6.1　不锈钢 63

5.6.2　耐热钢 65

5.6.3　耐磨钢 66

复习与思考题 67

第6章　铸铁 68

6.1　灰铸铁 68

6.1.1　灰铸铁的成分、组织和性能 68

6.1.2　灰铸铁的孕育处理 69

6.1.3　灰铸铁的牌号和应用 69

6.2　球墨铸铁 70

6.2.1　球墨铸铁的成分、组织和性能 70

6.2.2　球墨铸铁的牌号和应用 71

6.3　可锻铸铁 71

6.3.1　可锻铸铁的成分与组织 71

6.3.2　可锻铸铁的牌号、性能和应用 72

6.4　蠕墨铸铁 72

复习与思考题 73

第7章　非铁金属材料 74

7.1　铝及铝合金 74

7.1.1　工业纯铝 74

7.1.2　铝合金 74

7.2　铜及铜合金 77

7.2.1　工业纯铜 77

7.2.2　铜合金 77

7.3　钛及其合金 78

7.3.1　纯钛 79

7.3.2　钛合金 79

复习与思考题 80

第8章　铸造 81

8.1　概述 81

8.2　合金的铸造性 81

8.2.1　合金的充型能力 82

8.2.2　合金的收缩性 84

8.2.3　铸造生产常见缺陷 89

8.3　铸造方法 91

8.3.1　砂型铸造 91

8.3.2　特种铸造 94

8.4　铸造工艺设计 96

8.4.1　浇注位置和分型面的选择 97

8.4.2　确定主要铸造工艺参数 99

8.4.3　确定浇注系统 103

8.4.4　绘制铸造工艺图 103

8.5　铸件结构工艺性 106

8.5.1　铸造性能对铸件结构的要求 106

8.5.2　铸造工艺对铸件结构的要求 108

复习与思考题 110

第9章　锻压 112

9.1　概述 112

9.1.1　锻压生产的特点 112

9.1.2　锻压生产的适用范围 112

9.2　锻压工艺基础 113

9.2.1　金属的塑性变形 113

9.2.2　变形后金属的组织和性能 114

9.2.3　金属的锻造性 115

9.3 自由锻 116

9.3.1　概述 116

9.3.2 自由锻工序 116

9.3.3 自由锻件的分类和锻造过程 117

9.4　模锻 120

9.4.1　锤上模锻 120

9.4.2　胎模锻 125

9.5　板料冲压 126

9.5.1　概述 126

9.5.2　板料冲压的基本工序 127

9.6　锻压件结构设计 132

复习与思考题 135

第10章　焊接 136

10.1　概述 136

10.2　焊条电弧焊 137

10.2.1　焊接电弧 138

10.2.2　焊接接头 139

10.2.3　焊条 140

10.2.4　焊接接头的金属组织与性能 140

10.2.5　焊接应力与变形 142

10.3　其他焊接方法 143

10.3.1　埋弧自动焊 143

10.3.2　气体保护电弧焊 144

10.3.3　气焊和气割 146

10.3.4　电渣焊 147

10.3.5　等离子弧焊 149

10.3.6　压焊与钎焊 149

10.4　常用金属材料的焊接 152

10.4.1　碳钢的焊接 152

10.4.2　低合金结构钢的焊接 153

10.4.3　不锈钢焊接 153

10.4.4　铸铁的焊补 153

10.4.5　非铁金属的焊接 154

10.5　焊接结构工艺设计 155

10.5.1　焊接结构工艺设计基础 155

10.5.2　焊接结构工艺设计实例 161

复习与思考题 162

第11章　机械零件毛坯的选择 163

11.1　毛坯选择的原则 163

11.1.1　满足材料的工艺性能要求 163

11.1.2　满足零件的使用要求 164

11.1.3　满足降低生产成本的要求 164

11.1.4　符合生产条件 165

11.2　典型零件的毛坯选择 165

11.2.1　轴杆类零件的毛坯选择 165

11.2.2　盘套类零件的毛坯选择 167

11.2.3　箱体机架类零件的毛坯选择 169

复习与思考题 170

第12章　金属切削加工的基础知识 172

12.1　加工质量 172

12.1.1　加工精度 172

12.1.2　表面质量 173

12.2　切削的概念 175

12.2.1 切削运动 175

12.2.2　工件表面 175

12.2.3　切削用量 176

12.3　刀具切削部分的几何角度 177

12.3.1　车刀的组成 177

12.3.2　刀具几何角度参考系 178

12.3.3　刀具标注角度定义 179

12.3.4　刀具工作角度 180

12.3.5　切削层参数 181

12.4　刀具材料 182

12.4.1　刀具材料应当具备的性能 182

12.4.2　高速钢 182

12.4.3　硬质合金 183

12.5　金属切削过程 185

12.5.1　切屑的形成过程 185

12.5.2　第Ⅰ变形区 186

12.5.3　第Ⅱ变形区 187

12.5.4　第Ⅲ变形区 189

12.6　切削力 189

12.6.1　切削力的来源、合力及其分力 189

12.6.2　切削力的计算 190

12.6.3　切削功率的计算 191

12.6.4　影响切削力的主要因素 191

12.7　切削热和切削温度 192

12.7.1　切削热的产生和传出 192

12.7.2　切削温度的分布 192

12.7.3　影响切削温度的主要因素 193

12.8　刀具磨损和刀具寿命 194

12.8.1　刀具的磨损形式 194

12.8.2　刀具磨损的原因 195

12.8.3　刀具的磨损过程及磨钝标准 195

12.8.4　刀具寿命 196

12.9　工件材料的切削加工性 197

12.10　金属切削条件的选择 198

12.10.1　刀具几何参数的选择 198

12.10.2　刀具寿命的选择 200

12.10.3　切削用量的选择 201

12.10.4　切削液的选择 201

复习与思考题 202

第13章　机械零件表面加工 204

13.1　金属切削机床的基础知识 204

13.1.1　机床的分类 204

13.1.2　机床型号的编制方法 205

13.1.3　零件表面的切削加工成形方法和机床的运动 207

13.1.4　机床传动的基本组成和传动原理图 209

13.1.5　机床传动系统图和运动计算 210

13.2　外圆表面加工 212

13.2.1　外圆表面的加工方法 212

13.2.2　外圆表面的车削加工 213

13.2.3　外圆表面的磨削加工 221

13.3　内圆表面加工 228

13.3.1 内圆表面的加工方法 228

13.3.2　钻削加工 229

13.3.3　镗削加工 234

13.3.4　拉削加工 237

13.3.5　内圆磨削 238

13.4　平面加工方法 240

13.4.1　平面加工 240

13.4.2　刨削与插削加工 241

13.4.3　铣削加工 243

13.4.4　平面磨削加工 250

13.5　齿轮的齿形加工 252

13.5.1　圆柱齿轮齿形加工方法 252

13.5.2　滚齿加工 254

13.5.3　插齿加工 256

13.5.4　齿形的其他加工方法 257

13.5.5　齿形加工方案的选择 259

复习与思考题 260

参考文献 262