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第1章 概述 1

1.1 工程材料的分类 1

1.1.1 金属材料 1

1.1.2 非金属材料 2

1.2 机械制造工艺概述 2

1.2.1 机械产品制造工艺流程 2

1.2.2 机械制造技术发展趋势 3

习题 4

第2章 金属的性能 5

2.1 金属的力学性能 5

2.1.1 强度与塑性 5

2.1.2 硬度 8

2.1.3 韧性 10

2.1.4 疲劳强度 12

2.2 金属的物理性能和化学性能 13

2.2.1 物理性能 13

2.2.2 化学性能 14

2.3 金属的工艺性能和经济性 14

2.3.1 金属的工艺性能 14

2.3.2 经济性 15

实训 15

习题 16

第3章 金属的晶体结构与结晶 18

3.1 金属的晶体结构 18

3.1.1 晶体结构的基本概念 18

3.1.2 三种典型的晶体晶格 20

3.1.3 金属的实际晶体结构 21

3.1.4 合金的晶体结构 24

3.2 纯金属的结晶 26

3.2.1 纯金属的冷却曲线和过冷现象 26

3.2.2 纯金属的结晶过程 27

3.2.3 金属晶粒的大小与控制 28

3.3 金属的同素异构转变 28

习题 29

第4章 铁碳合金相图 30

4.1 铁碳合金的基本组织 30

4.1.1 铁素体 30

4.1.2 奥氏体 30

4.1.3 渗碳体 31

4.1.4 珠光体 31

4.1.5 莱氏体 32

4.2 铁碳合金相图 32

4.2.1 二元相图的建立 32

4.2.2 Fe-Fe3C相图分析 33

4.2.3 典型合金的平衡结晶过程 36

4.3 碳对碳钢组织和性能的影响 38

4.3.1 碳对铁碳合金组织的影响 38

4.3.2 碳对铁碳合金性能的影响 38

4.4 碳合金状态图的应用 39

4.4.1 选用钢材料的依据 39

4.4.2 为制定热加工工艺提供依据 39

实训 40

习题 41

第5章 钢的热处理 43

5.1 钢在加热时的组织转变 44

5.1.1 奥氏体的形成 44

5.1.2 奥氏体晶粒长大及其控制措施 45

5.2 钢在冷却时的组织转变 46

5.2.1 过冷奥氏体 46

5.2.2 过冷奥氏体的的等温转变 46

5.2.3 过冷奥氏体的连续冷却转变 48

5.3 退火与正火 49

5.3.1 钢的退火 49

5.3.2 钢的正火 50

5.3.3 退火与正火的选择 51

5.4 淬火和回火 51

5.4.1 钢的淬火 51

5.4.2 钢的回火 56

5.5 钢的表面热处理与化学热处理 58

5.5.1 钢的表面热处理 58

5.5.2 化学热处理 60

5.6 热处理工艺应用 61

5.6.1 热处理的技术条件 61

5.6.2 热处理的工序位置 63

5.6.3 热处理零件的结构工艺性 63

5.7 热处理新技术简介 63

5.7.1 可控气氛热处理 64

5.7.2 真空热处理 64

5.7.3 形变热处理 64

5.7.4 激光热处理 64

5.7.5 电子束表面淬火 65

实训 65

习题 66

第6章 钢铁金属材料 68

6.1 钢中的杂质及合金元素 68

6.1.1 钢中杂质元素对其性能的影响 68

6.1.2 合金元素在钢中的作用 69

6.2 非合金钢 71

6.2.1 非合金钢的分类 71

6.2.2 碳素结构钢 72

6.2.3 优质碳素结构钢 73

6.2.4 碳素工具钢 75

6.2.5 易切削结构钢 75

6.2.6 工程用铸造碳钢 76

6.3 低合金钢和合金钢 77

6.3.1 低合金钢和合金钢的分类及牌号 77

6.3.2 低合金钢 79

6.3.3 机械结构用合金钢 80

6.3.4 合金工具钢和高速工具钢 84

6.3.5 特殊性能钢 88

6.4 铸铁 91

6.4.1 概述 91

6.4.2 常用普通铸铁 92

6.4.3 特殊性能铸铁 98

习题 99

第7章 非铁金属材料 101

7.1 铝及铝合金 101

7.1.1 工业纯铝 101

7.1.2 铝合金 101

7.2 铜及铜合金 105

7.2.1 工业纯铜 105

7.2.2 铜合金 105

7.3 滑动轴承合金 109

7.3.1 滑动轴承的性能要求 110

7.3.2 常用滑动轴承 110

7.4 粉末冶金材料 112

7.4.1 粉末冶金材料工艺简介 112

7.4.2 粉末冶金的优越性及应用 113

7.4.3 硬质合金 113

习题 114

第8章 非金属材料 116

8.1 高分子材料 116

8.1.1 高分子材料的概念 116

8.1.2 塑料 116

8.1.3 橡胶 118

8.1.4 胶粘剂 119

8.2 陶瓷材料 119

8.2.1 陶瓷材料的概念 119

8.2.2 陶瓷材料的分类 120

8.2.3 陶瓷制品的成型 120

8.2.4 陶瓷材料的主要性能特点及应用 121

8.3 复合材料 121

8.3.1 复合材料的概念 121

8.3.2 常用复合材料的种类 121

习题 121

第9章 新材料和新工艺 123

9.1 形状记忆材料 123

9.1.1 形状记忆合金 123

9.1.2 聚合物形状记忆材料 125

9.2 非晶态合金材料 126

9.2.1 非晶态合金的结构特征 126

9.2.2 非晶态合金的制造工艺 126

9.2.3 非晶态合金的性能及其应用 127

9.3 纳米材料 127

9.3.1 概述 127

9.3.2 纳米材料的基本特性 129

9.3.3 纳米材料的应用 130

习题 130

第10章 铸造 132

10.1 铸造概述 132

10.2 砂型铸造 132

10.2.1 砂型的制作 133

10.2.2 浇注、落砂和清理 137

10.3 铸造工艺设计基础 137

10.3.1 浇注位置和分型面的选择 137

10.3.2 铸造工艺参数的选择 139

10.3.3 铸造工艺图 141

10.4 金属的铸造性能 141

10.4.1 金属的流动性及影响因素 142

10.4.2 金属的收缩性及影响因素 143

10.5 铸件的结构工艺性 145

10.5.1 铸造工艺对铸件结构的要求 145

10.5.2 合金的铸造性能对铸件结构的要求 145

10.6 特种铸造 146

10.6.1 金属型铸造 146

10.6.2 压力铸造 149

10.6.3 低压铸造 152

10.6.4 熔模铸造 153

10.6.5 离心铸造 155

习题 157

第11章 锻压加工 160

11.1 概述 160

11.2 锻压加工的基本知识 161

11.2.1 金属的塑性变形 161

11.2.2 回复与再结晶 162

11.2.3 锻造流线与锻造比 163

11.2.4 金属的可锻性及其影响因素 164

11.2.5 坯料的加热和锻件的冷却 165

11.3 自由锻 166

11.3.1 自由锻设备 166

11.3.2 自由锻造的基本工序 167

11.3.3 自由锻工艺规程的制定 169

11.4 模锻 172

11.4.1 模锻锤上模锻 173

11.4.2 压力机上模锻 174

11.4.3 胎模锻 175

11.5 自由锻件的结构工艺性 176

11.5.1 锻件材料对结构的要求 176

11.5.2 锻造工艺对结构的要求 176

11.6 冲压 178

11.6.1 冲压设备 178

11.6.2 冲压的基本工序 178

11.6.3 冲压件的结构工艺性 181

11.7 轧制、挤压与拉拔 181

11.7.1 轧制 181

11.7.2 挤压 183

11.7.3 拉拔 184

11.8 各种锻压加工方法的比较 184

11.9 锻压件的质量及经济性分析 186

11.9.1 锻压件缺陷分析 186

11.9.2 锻压件的质量检验 186

11.9.3 锻件的修补 187

11.9.4 锻压件的经济性 188

11.10 锻压新技术简介 188

习题 191

第12章 焊接 193

12.1 焊接概述 193

12.1.1 焊接的分类 193

12.1.2 焊接的特点 194

12.2 焊接工艺 195

12.2.1 手工电弧焊 195

12.2.2 其他焊接方法 202

12.3 常用金属材料的焊接 208

12.3.1 金属的焊接性 208

12.3.2 钢的焊接 209

12.3.3 铸铁件的焊补 211

12.3.4 有色金属的焊接 212

12.4 焊接应力与变形 214

12.4.1 焊接应力与变形产生的原因 214

12.4.2 预防和减少焊接应力与变形的措施 215

12.5 焊接结构工艺性 220

12.5.1 焊缝的位置 220

12.5.2 焊接方法的选择 222

12.5.3 焊接接头形式的选择 222

实训 224

习题 226

第13章 机械加工基础知识 228

13.1 切削加工概述 228

13.1.1 切削运动与切削用量 228

13.1.2 切削刀具 229

13.1.3 切削过程中的物理现象 232

13.2 车削加工 235

13.2.1 车床 235

13.2.2 车削工艺 236

13.3 钻削、铰削与镗削加工 239

13.3.1 钻削加工 239

13.3.2 铰削加工 240

13.3.3 镗削加工 241

13.4 铣削与刨削加工 242

13.4.1 铣削加工 242

13.4.2 刨削加工 245

13.5 磨削加工 246

13.5.1 磨床 246

13.5.2 砂轮 247

13.5.3 磨削的工艺特点及其应用 249

13.6 齿轮齿形加工 251

13.6.1 铣齿加工 251

13.6.2 滚齿加工 252

13.6.3 插齿加工 253

13.6.4 齿轮齿形的精加工 254

13.7 数控加工 255

13.7.1 数控机床 255

13.7.2 数控机床刀具 256

13.7.3 数控加工的工艺特点与应用 256

13.8 特种加工与精密加工 257

13.8.1 特种加工 257

13.8.2 精密加工 260

实训 262

习题 263

第14章 机械加工工艺基本知识 264

14.1 机械加工工艺过程概述 264

14.1.1 生产过程与工艺过程 264

14.1.2 生产纲领与生产类型 266

14.2 工件的安装与定位 266

14.2.1 工件的安装方法 266

14.2.2 工件安装的定位方法 267

14.2.3 工件的基准 267

14.3 机械加工工艺规程的制订 268

14.3.1 机械加工工艺规程概述 268

14.3.2 机械加工工艺规程设计 269

14.3.3 零件加工工艺实例 272

实训 274

习题 274

参考文献 275