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绪论 1

第1章 工程材料的性能 3

1.1　概述 3

1.1.1　材料的性能 3

1.1.2　材料在载荷作用下的力学行为 4

1.2　材料在静载荷作用下的主要力学性能指标 4

1.2.1　拉伸实验 4

1.2.2　硬度 7

1.2.3　断裂韧性及应用 9

1.3　材料在动载荷作用下的力学性能 11

1.3.1　冲击韧度 11

1.3.2　疲劳强度 12

1.4　材料力学性能指标的应用实践 14

1.4.1 材料各主要力学性能指标的应用 14

1.4.2　材料力学性能指标的合理配合应用 16

习题与思考题 17

第2章　金属材料的铸造成形 18

2.1　金属液态成形基础 18

2.1.1　纯金属的结晶 18

2.1.2　合金的结晶 26

2.1.3　铸造工艺基础 40

2.2　常用的铸造方法 48

2.2.1　砂型铸造及产品生产检验（实训教学内容） 48

2.2.2　少、无切削的铸造（特种铸造）方法 69

2.2.3　常用铸造方法比较 75

2.3　零件结构的铸造工艺性 75

2.3.1　合金的铸造性能对零件结构的要求 76

2.3.2　铸造工艺对零件结构的要求 79

2.3.3　不同铸造方法对铸件结构的要求 81

2.4　重结晶对钢铁材料性能的影响 83

2.4.1　钢在加热时的转变（重结晶） 84

2.4.2　钢在冷却时的转变（重结晶） 86

2.4.3　常用的热处理方法 92

2.5　常用合金铸件生产 101

2.5.1　铸铁件生产 101

2.5.2　铸钢件生产 114

2.5.3　非铁合金铸件生产 116

习题与思考题 122

第3章　金属材料的塑性成形 125

3.1　金属塑性成形基础 125

3.1.1　单晶体和多晶体的塑性变形 125

3.1.2　金属的塑性变形 127

3.1.3　塑性成形金属在加热时组织和性能的变化 129

3.1.4　金属的塑性成形工艺基础 131

3.2　常用的塑性成形方法 136

3.2.1 自由锻件的生产与检验 136

3.2.2　模锻 144

3.2.3　板料冲压 155

3.3　少、无切削的塑性成形方法 161

3.3.1　精密模锻 161

3.3.2　精密冲裁 162

3.3.3　挤压成形 162

3.3.4　轧制成形 163

3.3.5　超塑性成形 165

3.3.6 高能率成形 165

3.3.7　材料成形复合工艺 166

3.4　常用的塑性成形金属材料 168

3.4.1　工业用钢 168

3.4.2　非铁合金 196

习题与思考题 207

第4章　连接成形 209

4.1　焊接成形基础 209

4.1.1　熔焊冶金过程及其特点 209

4.1.2　焊接接头的组织和性能 210

4.1.3　焊接应力与变形 211

4.1.4　焊接裂纹 214

4.1.5　材料的焊接性 214

4.2　焊接成形方法 215

4.2.1　熔焊 215

4.2.2　压焊和钎焊 222

4.3　少、无切削的焊接与切割技术 228

4.3.1　等离子弧焊接和切割 228

4.3.2　电子束焊接 229

4.3.3　激光焊接与切割 230

4.3.4　超声波焊接 231

4.3.5　扩散焊 232

4.3.6　水射流切割 232

4.4　常用工程材料的焊接 233

4.4.1　常用金属材料的焊接 233

4.4.2　非金属材料的焊接 236

4.5　焊接件生产与检验（实训教学内容） 238

4.5.1　焊接生产过程简介 238

4.5.2　工件的生产与检验 238

4.6　胶接与机械连接 255

4.6.1　胶接 255

4.6.2　机械连接 257

习题与思考题 258

第5章　粉末冶金成形 260

5.1　粉末冶金基础 260

5.1.1　粉末的化学成分及性能 260

5.1.2　粉末冶金的机理 261

5.2　粉末冶金工艺 262

5.2.1　粉末制备 262

5.2.2　粉末的预处理 262

5.2.3　成形 263

5.2.4　烧结 265

5.2.5　后处理 266

5.3　粉末冶金零件结构的工艺性 267

5.4　粉末冶金材料 267

习题与思考题 273

第6章　非金属材料成形 274

6.1　高分子材料成形 274

6.1.1 高分子材料成形基础 274

6.1.2　高分子材料成形加工 282

6.1.3　常用高分子工程材料 289

6.1.4　高分子材料产品制造（实践部分） 301

6.1.5　高分子材料的发展趋势 305

6.2　陶瓷材料的成形 305

6.2.1　陶瓷材料成形基础 305

6.2.2　陶瓷材料的成形 311

6.2.3　新型陶瓷材料 320

6.2.4　陶瓷材料产品制造 323

6.2.5　陶瓷材料的发展趋势 325

习题与思考题 326

第7章　复合材料成形 327

7.1　复合材料成形基础 327

7.1.1　复合材料基本概念 327

7.1.2　增强材料及表面处理 329

7.1.3　复合材料的复合原则 331

7.2　复合材料制品的成形方法 331

7.2.1　树脂基复合材料的成形方法 332

7.2.2　陶瓷基复合材料的成形方法 333

7.2.3　金属基复合材料的成形方法 334

7.3　常用复合材料 335

7.3.1　高聚物基复合材料 335

7.3.2　金属基复合材料 337

7.3.3　陶瓷基复合材料 337

7.3.4　碳／碳复合材料（C/C） 338

7.4　复合材料产品的制造 339

7.5　复合材料的发展趋势 340

习题与思考题 342

第8章　功能材料简介 343

8.1　功能金属材料 343

8.2　功能陶瓷材料 345

8.3　功能高分子材料 347

习题与思考题 348

第9章　热处理新工艺及表面成形技术 349

9.1　钢的热处理新技术 349

9.1.1　真空热处理 349

9.1.2　离子渗扩热处理 350

9.1.3　形变热处理 351

9.1.4　超细化热处理 352

9.1.5　电子束热处理 352

9.1.6　热处理零件的结构工艺性及技术条件标注 353

9.2　表面技术 357

9.2.1　电镀 357

9.2.2　电刷镀 358

9.2.3　气相沉积技术 359

9.2.4　激光表面改性 360

9.2.5　热喷涂技术 362

9.2.6　钢的氧化和磷化 364

9.2.7　涂装 365

9.2.8　表面着色和染色 366

习题与思考题 367

第10章　材料成形工艺自动化 368

10.1　快速原型技术 368

10.1.1　快速原型技术简介 368

10.1.2　快速原型工艺 369

10.1.3　快速原型技术在热加工中的应用 371

10.2　材料成形计算机技术 371

10.2.1　模拟技术 372

10.2.2　专家系统 373

10.2.3　热加工CAD/CAM 375

10.3　材料成形自动设备及系统 377

10.3.1 工业机器人 377

10.3.2　热加工CNC及FMS 378

10.3.3　热成形自动生产线 380

习题与思考题 382

第11章　材料及成形工艺的选择 383

11.1　机械零件的失效分析 383

11.1.1　零件的失效形式 383

11.1.2　零件失效的原因 384

11.1.3　失效分析的一般过程 385

11.2 材料及成形工艺选择原则 386

11.2.1 使用性原则 386

11.2.2 工艺性原则 386

11.2.3 经济性原则 387

11.3 材料及成形工艺选择方法 388

11.3.1 选择的步骤 388

11.3.2 选择的方法与依据 389

11.4 典型零件的材料及成形工艺选择（实践性教学） 392

11.4.1 齿轮选材 393

11.4.2 轴类零件选材 397

11.4.3 弹簧零件的选材 401

11.4.4 刃具的选材及热处理 402

11.4.5 箱体、支架类零件的选材 405

11.5 综合应用 406

习题与思考题 408

参考文献 410