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绪论 1

第1章 材料的结构、种类与性能 3

1.1 材料的结构 3

1.1.1 金属的晶体结构 3

1.1.2 三种典型的晶体结构 4

1.1.3 实际金属的晶体结构 6

1.2 材料的种类 8

1.2.1 金属材料 8

1.2.2 无机非金属材料 8

1.2.3 高分子材料 8

1.2.4 复合材料 8

1.3 材料的性能 9

1.3.1 材料的力学性能 9

1.3.2 材料的物理性能 17

1.3.3 材料的化学性能 17

1.3.4 材料的工艺性能 17

复习思考题 18

第2章 材料的制备与相图 19

2.1 材料的结晶 19

2.1.1 金属结晶的基本概念 19

2.1.2 金属的结晶 20

2.2 二元合金相图的建立 22

2.2.1 相图概述 22

2.2.2 二元合金相图的建立 22

2.3 二元相图的基本类型及应用 23

2.3.1 匀晶相图 23

2.3.2 共晶相图 25

2.3.3 包晶相图及其他相图 27

2.4 相图与合金性能之间的关系 28

2.5 铁碳合金相图 29

2.5.1 Fe-Fe3C相图 29

2.5.2 典型铁碳合金的结晶过程分析 32

2.5.3 含碳量对铁碳合金组织性能的影响 36

2.5.4 Fe-Fe3C相图的应用 37

复习思考题 38

第3章 钢的热处理 40

3.1 热处理的基本概念 40

3.2 钢的热处理原理 41

3.2.1 钢在加热时的转变 41

3.2.2 钢在冷却时的组织转变 44

3.3 钢的普通热处理 50

3.3.1 退火 50

3.3.2 正火 51

3.3.3 淬火 53

3.3.4 回火 55

3.4 钢的表面热处理 56

3.4.1 表面淬火 56

3.4.2 钢的化学热处理 57

3.5 钢的其他热处理 60

3.5.1 可控气氛热处理 60

3.5.2 真空热处理 60

3.5.3 离子渗扩热处理 61

3.5.4 形变热处理 62

3.5.5 电子束热处理 62

3.5.6 激光表面改性 63

复习思考题 63

第4章 常用金属材料 66

4.1 工业用钢 66

4.1.1 钢材的分类及编号方法 66

4.1.2 合金元素在钢中的作用 72

4.1.3 常见工业用钢的性能及用途 75

4.2 铸铁 92

4.2.1 铸铁的石墨化 92

4.2.2 常用铸铁的牌号、组织与性能 94

4.3 有色金属及其合金 100

4.3.1 铜及其铜合金 101

4.3.2 铝及铝合金 103

4.3.3 滑动轴承合金 105

复习思考题 108

第5章 非金属材料及复合材料 109

5.1 高分子材料 109

5.1.1 高分子化合物基本知识 109

5.1.2 工程塑料 112

5.1.3 橡胶 116

5.1.4 合成纤维 116

5.1.5 粘接剂 117

5.2 陶瓷材料 117

5.2.1 陶瓷材料的结构特点 117

5.2.2 陶瓷的性能 119

5.2.3 陶瓷的分类及应用 119

5.3 复合材料 120

5.3.1 概述 120

5.3.2 复合材料的组成及分类 121

5.3.3 复合材料的性能 121

5.3.4 常用复合材料及应用 123

复习思考题 127

第6章 机械零件失效分析及选材 128

6.1 机械零件失效及分析 128

6.1.1 零件失效的原因 128

6.1.2 零件失效的形式 130

6.1.3 失效分析的一般方法 131

6.1.4 失效分析与选材 131

6.2 选材的一般原则和方法 132

6.2.1 选材的一般原则 132

6.2.2 选材的一般方法 134

6.3 通用行业的选材分析 135

6.3.1 机床零件的用材分析 135

6.3.2 汽车零件的用材分析 136

6.3.3 热能装置的用材分析 138

6.4 典型零件的选材实例 139

6.4.1 轴类零件的选材 139

6.4.2 齿轮类零件的选材 141

复习思考题 143

第7章 铸造 145

7.1 合金的铸造性能 145

7.1.1 合金的流动性 145

7.1.2 合金的收缩 147

7.2 砂型铸造 150

7.2.1 造型方法 150

7.2.2 砂型铸造工艺 155

7.3 特种铸造 159

7.3.1 熔模铸造 159

7.3.2 金属型铸造 161

7.3.3 压力铸造 161

7.3.4 低压铸造 163

7.3.5 离心铸造 163

7.4 铸件结构设计 164

7.4.1 铸件工艺对铸件结构的要求 164

7.4.2 合金的铸造性能对铸件结构的要求 167

7.5 现代铸造技术与发展趋势 171

复习思考题 173

第8章 锻造与冲压 174

8.1 金属的塑性变形与再结晶 174

8.1.1 金属的塑性变形 174

8.1.2 变形金属在加热时的组织和性能变化 176

8.2 金属的锻造性能与变形规律 178

8.2.1 金属塑性成型性能 178

8.2.2 金属塑性成型的基本规律 180

8.3 常用锻造方法 180

8.3.1 自由锻 181

8.3.2 模锻 184

8.4 板料冲压 189

8.4.1 冲裁 190

8.4.2 弯曲 192

8.4.3 拉深 193

8.5 现代塑性加工技术与发展趋势 197

8.5.1 板料成形方面 197

8.5.2 体积成形方面 199

复习思考题 200

第9章 焊接 202

9.1 焊接概述 202

9.1.1 焊接基础知识 202

9.1.2 熔化焊化学冶金 204

9.1.3 熔池结晶和接头组织 206

9.2 常用焊接方法 207

9.2.1 手工电弧焊 207

9.2.2 气体保护焊 208

9.2.3 埋弧自动焊 210

9.2.4 电渣焊 211

9.2.5 电阻焊 212

9.2.6 超声波焊 213

9.2.7 摩擦焊 214

9.2.8 钎焊 214

9.3 常用金属材料的焊接 215

9.3.1 金属材料的焊接性 215

9.3.2 碳素钢的焊接 216

9.3.3 低合金结构钢的焊接 216

9.3.4 铸铁的焊补 217

9.3.5 有色金属焊接 217

9.4 焊接件结构设计 218

9.5 现代焊接技术及其发展 224

9.5.1 高能束焊接 224

9.5.2 机器人焊接 226

复习思考题 227

第10章 非金属材料成形及复合材料成形方法简介 228

10.1 塑料的成形 228

10.1.1 概述 228

10.1.2 注射成形 229

10.1.3 压塑成形 229

10.1.4 挤出成形 230

10.1.5 吹塑成形 230

10.1.6 压延 230

10.2 陶瓷的成形 231

10.2.1 概述 231

10.2.2 注浆成形 232

10.2.3 压制成形 232

10.2.4 等静压成形 233

10.2.5 热压烧结 234

10.2.6 其他成形方法 234

10.3 复合材料成形 235

10.3.1 概述 235

10.3.2 树脂基复合材料的成形方法 236

10.3.3 金属基复合材料成形 238

10.3.4 陶瓷基复合材料的成形方法 239

10.4 快速成形（现代新成形方法简介） 240

10.4.1 快速成形的基本原理 241

10.4.2 快速成形的主要工艺方法 242

10.4.3 快速成形技术特点及应用 244

复习思考题 244

第11章 毛坯成形方法选择及应用 245

11.1 毛坯成形方法的选择原则 245

11.2 常用毛坯的选择 246

11.2.1 常用毛坯材料的比较 246

11.2.2 常用毛坯成形方法的比较 248

11.3 常用零件的成形方法 251

11.3.1 轴杆类零件 251

11.3.2 盘套类零件 252

11.3.3 机架、箱体类零件 254

11.4 毛坯成形方法选择实例 255

11.4.1 V带轮零件 255

11.4.2 螺旋起重器 257

11.4.3 单级齿轮减速器 258

复习思考题 260

参考文献 262