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绪论 1

第1章　材料的力学性能 3

1.1　强度与塑性 3

1.1.1 力—伸长曲线 3

1.1.2 强度 4

1.1.3 塑性 5

1.2　硬度 5

1.2.1 布氏硬度 6

1.2.2 洛氏硬度 7

1.2.3 维氏硬度 8

1.3　冲击吸收功 8

1.3.1　大能量一次冲击 8

1.3.2 小能量多次冲击 9

1.4　疲劳强度 10

1.4.1 疲劳现象 10

1.4.2　疲劳强度测定 10

思考题与习题 11

第2章　金属的晶体结构与结晶 13

2.1　金属的结晶 13

2.1.1 纯金属的结晶 13

2.1.2　合金的结晶 15

2.2　纯金属的晶体结构 17

2.2.1 晶体结构的基本知识 17

2.2.2 典型的金属晶体结构 18

2.2.3 纯金属的实际晶体结构 18

2.3　合金的晶体结构 20

2.3.1 基本概念 20

2.3.2 合金的相 21

思考题与习题 22

第3章　铁碳合金 23

3.1　基本概念 23

3.1.1 纯铁的同素异晶转变 23

3.1.2　铁碳合金的基本相 23

3.1.3　铁碳合金的机械混合物 24

3.2　铁碳合金相图 25

3.2.1 Fe-Fe3C相图分析 25

3.2.2　铁碳合金的分类 27

3.2.3　典型铁碳合金的结晶过程分析 28

3.3　含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响 30

3.3.1　含碳量对铁碳合金平衡组织的影响 30

3.3.2 含碳量对铁碳合金性能的影响 31

3.4 Fe-Fe3C相图的应用 32

3.4.1 选用钢铁材料方面的应用 32

3.4.2 铸造工艺方面的应用 32

3.4.3　锻压工艺方面的应用 32

3.4.4 焊接工艺方面的应用 33

3.4.5 热处理工艺方面的应用 33

3.4.6 应用Fe-Fe3C相图时应注意的问题 33

思考题与习题 33

第4章　钢的热处理 34

4.1　钢加热时的组织转变 34

4.1.1 奥氏体的形成 34

4.1.2 奥氏体晶粒大小及其影响因素 35

4.2　钢在冷却时的组织转变 36

4.2.1 奥氏体的等温转变 37

4.2.2 奥氏体的连续冷却转变 41

4.3　钢的整体热处理 42

4.3.1 钢的退火 42

4.3.2 钢的正火 43

4.3.3 钢的淬火 44

4.3.4　钢的回火 48

4.4　钢的表面热处理 50

4.4.1 表面淬火 50

4.4.2　化学热处理 51

4.5　其他热处理方法简介 54

4.5.1　形变热处理 54

4.5.2　真空热处理 54

4.5.3 可控气氛热处理 54

4.5.4 激光热处理和电子束表面淬火 55

思考题与习题 55

第5章　钢和铸铁材料 56

5.1　钢铁生产 56

5.1.1　钢铁的冶炼 56

5.1.2　钢材的生产 59

5.2　杂质元素和合金元素在钢中的作用 59

5.2.1 钢中的常存杂质元素及其作用 59

5.2.2 合金元素在钢中的作用 60

5.3　非合金钢 63

5.3.1 非合金钢的分类 63

5.3.2 非合金钢的编号、性能和应用 63

5.4　低合金钢 69

5.4.1　低合金钢的分类 69

5.4.2　低合金钢的编号 70

5.4.3　常用低合金钢 70

5.5　合金钢 73

5.5.1　合金钢的分类 73

5.5.2 机械结构用合金钢与工程结构用合金钢 74

5.5.3　合金工具钢 80

5.5.4　高速工具钢 84

5.5.5　特殊性能钢 86

5.6　铸铁 89

5.6.1 概述 90

5.6.2 灰铸铁 91

5.6.3　球墨铸铁 93

5.6.4 其他铸铁 96

思考题与习题 99

第6章　非铁金属与非金属材料 100

6.1　铝及铝合金 100

6.1.1 工业纯铝 100

6.1.2　铝合金 102

6.1.3　铝合金热处理强化 103

6.2　铜及铜合金 103

6.2.1　工业纯铜 104

6.2.2　铜合金的分类 104

6.2.3　加工铜合金 104

6.2.4　铸造铜合金 107

6.2.5　铜合金的强化 108

6.3　钛及钛合金 108

6.3.1　纯钛 108

6.3.2 钛合金 109

6.3.3　钛合金的热处理 110

6.4　粉末冶金材料 111

6.4.1　粉末冶金简介 111

6.4.2 常用粉末冶金材料 112

6.5　非金属材料 113

6.5.1　高分子材料 113

6.5.2　工业陶瓷 118

6.5.3　复合材料 120

思考题与习题 121

第7章　机械零件的选材与金属表面处理 122

7.1　零件的失效 122

7.1.1　失效形式 122

7.1.2 失效的原因 123

7.2　选材的原则、方法和步骤 123

7.2.1 选材的基本原则 123

7.2.2　选材的方法和步骤 125

7.3　典型零件的选材 126

7.3.1 轴类零件的选材 127

7.3.2 齿轮类零件的选材 128

7.3.3　箱体类零件的选材 129

7.4　金属材料的表面处理 130

7.4.1　表面强化处理 130

7.4.2　金属的表面防腐处理 131

7.4.3　金属表面装饰处理 134

思考题与习题 134

第8章　铸造 136

8.1　铸造概述 136

8.1.1　什么是铸造 136

8.1.2 铸造的特点、分类及应用 136

8.1.3　合金的铸造性能 137

8.2　砂型铸造 141

8.2.1 砂型铸造基本工艺过程及铸型的组成 141

8.2.2　造型材料 142

8.2.3　造型、造芯方法 143

8.2.4　合型、熔炼与浇注 149

8.2.5　落砂与清理 152

8.3　砂型铸造工艺图 152

8.3.1 铸造工艺图设计的一般程序 153

8.3.2 绘制铸造工艺图 156

8.4　铸件的结构工艺性 157

8.4.1 铸造性能对结构的要求 157

8.4.2　铸造工艺对结构的要求 159

8.5　特种铸造 160

8.5.1　金属型铸造 160

8.5.2 压力铸造 161

8.5.3 离心铸造 161

8.5.4　熔模铸造 162

8.5.5 实型铸造 163

8.6　液态成形技术的发展 164

8.6.1　造型技术的新进展 164

8.6.2 计算机在铸造中的应用 165

8.7　铸件质量与技术检验 165

8.7.1 铸件缺陷的产生原因及预防措施 165

8.7.2　铸件检验 167

思考题与习题 167

第9章　锻压 169

9.1　锻压概述 169

9.1.1 锻压加工方法及特点 169

9.1.2　金属的塑性变形 170

9.1.3 塑性变形对金属组织和性能的影响 170

9.1.4　金属的锻造性能 173

9.1.5　锻造比 174

9.2 自由锻 174

9.2.1 自由锻设备 175

9.2.2 自由锻工序 176

9.2.3 自由锻工艺规程 177

9.2.4 自由锻锻件结构的工艺性 183

9.3　模锻 184

9.3.1　锤上模锻 184

9.3.2　其他设备上的模锻 188

9.4　板料冲压 191

9.4.1　冲压设备 191

9.4.2 冲压模具 192

9.4.3　板料冲压的基本工序 193

9.4.4　冲压件的结构工艺性 198

9.5　其他塑性成形方法简介 200

9.5.1　精密模锻 200

9.5.2 高速锤锻 200

9.5.3　超塑性成形 201

思考题与习题 201

第10章　焊接 202

10.1　焊条电弧焊 203

10.1.1 焊接设备 203

10.1.2 焊接电弧 203

10.1.3 焊接冶金特点 204

10.1.4 焊接热影响区 205

10.1.5　焊条 206

10.1.6 焊条电弧焊工艺 209

10.2　其他焊接方法 213

10.2.1　埋弧焊 213

10.2.2　熔化极气体保护焊 214

10.2.3　钨极惰性气体保护焊 215

10.2.4　等离子弧焊 215

10.2.5　电渣焊 216

10.2.6　电阻焊 217

10.2.7　气焊 219

10.2.8　钎焊 219

10.2.9　高能量密度焊 220

10.3　常用金属材料的焊接 221

10.3.1 金属材料的焊接性 221

10.3.2　钢的焊接 221

10.3.3　铸铁的焊补 223

10.3.4 非铁基金属及其合金的焊接 224

10.4　焊接结构工艺性设计 225

10.4.1 焊接结构材料的选用 225

10.4.2　焊接方法的选择 225

10.4.3 焊接接头形式的选择 227

10.4.4　焊缝布置 227

10.4.5　焊接结构工艺设计实例 229

思考题与习题 230

参考文献 232