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绪论 1

第1篇 工程材料基础 3

第1章 金属的力学性能 3

1.1强度和塑性 3

1.1.1拉伸试验 3

1.1.2强度 4

1.1.3塑性 4

1.2冲击韧性和疲劳抗力 5

1.2.1冲击韧性 5

1.2.2疲劳抗力 6

1.3硬度 7

1.3.1布氏硬度 7

1.3.2洛氏硬度 7

1.3.3维氏硬度 8

1.3.4硬度与其他力学性能及耐磨性的关系 8

【思考题】 8

第2章 金属材料的基础知识 10

2.1金属与合金的组织结构 10

2.1.1金属的晶体结构和组织 10

2.1.2合金的相结构和组织 12

2.2金属与合金的结晶 13

2.2.1金属的结晶 13

2.2.2合金的结晶 15

【思考题】 15

第3章 铁碳合金 16

3.1铁碳合金状态图 16

3.1.1铁的同素异晶转变 16

3.1.2铁碳合金的基本相 16

3.1.3 Fe-Fe3C 状态图 17

3.1.4状态图在热加工中的应用 22

3.2碳钢 22

3.2.1钢材生产简介 22

3.2.2碳钢成分对其性能的影响 23

3.2.3碳钢的分类、牌号和用途 24

【思考题】 26

第4章 钢的热处理及表面强化技术 27

4.1钢热处理时的组织转变 27

4.1.1钢加热时奥氏体的形成 27

4.1.2奥氏体冷却时的组织转变 28

4.2钢的预备热处理——退火与正火 32

4.2.1钢的退火 32

4.2.2钢的正火 33

4.2.3预备热处理在零件制造中的应用 33

4.3钢的最终热处理（一）——淬火与回火 34

4.3.1钢的淬火 34

4.3.2淬火钢的回火 36

4.3.3钢的淬硬性与淬透性 37

4.4钢的最终热处理（二）——表面热处理 39

4.4.1钢的表面淬火 39

4.4.2钢的渗碳 41

4.4.3钢的渗氮 41

4.5钢的表面强化技术 42

4.5.1电镀硬铬和化学镀镍磷 42

4.5.2气相沉积TiN和TiC 43

4.5.3熔盐浸镀合金碳化物 43

4.5.4其他表面强化技术 44

【思考题】 45

第5章 合金钢 46

5.1合金元素在钢中的作用 46

5.1.1合金元素对钢基本相的作用 46

5.1.2合金元素对Fe-Fe3C状态图的作用 47

5.1.3合金元素对钢热处理的作用 48

5.2合金钢的分类和牌号表示方法 49

5.2.1合金钢的分类 49

5.2.2合金钢的牌号表示方法 50

5.3合金结构钢 51

5.3.1合金渗碳钢 51

5.3.2合金调质钢 52

5.3.3合金弹簧钢 53

5.3.4滚动轴承钢 54

5.3.5其他常用合金结构钢 55

5.4合金工具钢与高速工具钢 56

5.4.1合金工具钢 56

5.4.2高速工具钢 58

5.5不锈钢 59

5.5.1不锈钢的耐蚀原理 59

5.5.2常用不锈钢 60

【思考题】 61

第6章 铸铁 62

6.1概述 62

6.1.1铸铁的分类 62

6.1.2铸铁中碳的石墨化 62

6.2灰铸铁 63

6.2.1灰铸铁的组织与性能 64

6.2.2灰铸铁的牌号和应用 64

6.2.3灰铸铁的热处理 65

6.3球墨铸铁 65

6.3.1球墨铸铁的组织与性能 66

6.3.2球墨铸铁的牌号和应用 66

6.3.3球墨铸铁的热处理 67

6.4其他铸铁 67

6.4.1可锻铸铁 67

6.4.2蠕墨铸铁 68

6.4.3合金铸铁 68

【思考题】 68

第7章 其他金属材料及金属的防护 69

7.1铝及铝合金 69

7.1.1工业纯铝 69

7.1.2铝合金 69

7.1.3铸造铝合金 71

7.2铜及铜合金 71

7.2.1工业纯铜 71

7.2.2铜合金 72

7.3滑动轴承合金 75

7.3.1锡基轴承合金 75

7.3.2铅基轴承合金 76

7.3.3铝基轴承合金和铜基轴承合金 76

7.4粉末冶金材料 77

7.4.1硬质合金 77

7.4.2其他粉末冶金材料 78

7.5金属的防护 79

7.5.1金属覆盖 79

7.5.2非金属覆盖 79

7.5.3化学及电化学处理 80

【思考题】 81

第8章 非金属材料 81

8.1高分子材料的基础知识 81

8.1.1高分子化合物的概念 81

8.1.2分子链的结构与特性 81

8.1.3高分子材料的力学状态 82

8.1.4高分子材料的分类 82

8.2塑料 83

8.2.1塑料的组成与特性 83

8.2.2塑料的分类和常用塑料 83

8.2.3塑料的成型与二次加工 85

8.3其他常用非金属材料 86

8.3.1橡胶 86

8.3.2合成胶粘剂 87

8.3.3陶瓷 88

8.3.4复合材料 90

【思考题】 90

第9章 材料及热处理的应用 91

9.1材料的选用 91

9.1.1机械零件的失效 91

9.1.2选材的原则 92

9.1.3选材的步骤与方法 92

9.1.4选材示例 96

9.2热处理技术条件的标注及热处理工序位置安排 96

9.2.1热处理技术条件的标注 96

9.2.2热处理工序位置的安排 96

【思考题】 100

第2篇 金属热加工基础 100

第10章 铸造 100

10.1合金的铸造性能与常用铸造合金 100

10.1.1合金的铸造性能 100

10.1.2常用的铸造合金 101

10.2砂型铸造 102

10.2.1砂型铸造过程简介 102

10.2.2常见铸件缺陷 105

10.3铸件图及铸件结构工艺性 106

10.3.1铸件图 106

10.3.2铸件结构工艺性 106

10.4特种铸造及铸造方法的选择 109

10.4.1特种铸造 109

10.4.2常用铸造方法的比较和选择 112

【思考题】 114

第11章 锻压 115

11.1锻造概述 115

11.1.1锻造的作用 115

11.1.2金属的锻造性能与锻造温度范围 116

11.1.3常用金属材料的锻造性能 116

11.2自由锻 117

11.2.1自由锻的设备与基本工序 117

11.2.2锻件图的绘制和坯料计算 119

11.3模锻 122

11.3.1锤上模锻 122

11.3.2胎模锻 124

11.4板料冲压 125

11.4.1冲压设备 126

11.4.2冲压基本工序 126

11.4.3冲模的分类和构造 128

【思考题】 129

第12章 焊接 130

12.1手工电弧焊 130

12.1.1手弧焊的工艺过程与冶金特点 130

12.1.2焊条 131

12.1.3手弧焊件的焊接质量 132

12.2其他常用焊接方法与焊接方法的选择 133

12.2.1其他常用焊接方法 133

12.2.2常用焊接方法的选择 136

12.3金属的焊接性能与焊件的结构工艺性 137

12.3.1金属的焊接性能 137

12.3.2焊件的结构工艺性 138

【思考题】 139

第13章 机械零件毛坯的选择 140

13.1毛坯选择的原则 140

13.2机械零件毛坯的种类与选择 140

13.2.1机械零件毛坯的种类与生产方法 140

13.2.2零件毛坯选择的主要依据 142

13.2.3常用零件毛坯的选择 142

13.3毛坯选择示例 144

13.3.1螺旋起重器结构与工作原理 144

13.3.2螺旋起重器主要零件的毛坯选择 145

【思考题】 145

第3篇 金属切削加工基础 147

第14章 金属切削基础知识 147

14.1金属切削工艺系统 147

14.1.1金属切削机床 147

14.1.2金属切削刀具 150

14.1.3工件 154

14.1.4机床夹具 155

14.1.5六点定位原理 156

14.2切削运动与切削用量 157

14.2.1切削运动 157

14.2.2切削用量和切削层参数 158

14.3金属切削过程的基本规律 159

14.3.1切削区的金属变形 160

14.3.2切削力 161

14.3.3切削热与切削温度 162

14.3.4刀具的磨损及其耐用度 163

【思考题】 164

第15章 金属切削加工方法 165

15.1车床与车削加工 165

15.1.1车床的类型与组成 165

15.1.2车床的传动系统 166

15.1.3车床附件及工件装夹 168

15.1.4常用车刀的种类与结构 169

15.1.5车削加工范围及常用车削方法 170

15.2铣床与铣削加工 173

15.2.1铣床的类型与组成 174

15.2.2铣床的传动系统 176

15.2.3铣床附件及工件装夹 176

15.2.4铣刀的类型与常用铣刀 177

15.2.5铣削加工特点及铣削用量 179

15.2.6常用铣削加工方法 180

15.3其他常用机床及其加工 186

15.3.1钻床及其加工 186

15.3.2刨床及其加工 187

15.3.3磨床及其加工 189

15.4数控机床加工与快速成形技术 191

15.4.1数控机床加工简介 191

15.4.2快速成形技术简介 192

15.5精密加工与特种加工 193

15.5.1精密加工简介 193

15.5.2特种加工简介 194

【思考题】 196

第16章 机械零件制造工艺基础 197

16.1概述 197

16.1.1生产过程与工艺过程 197

16.1.2机械加工工艺过程的组成 197

16.1.3生产纲领与生产类型 198

16.2零件的机械加工工艺规程 200

16.2.1工艺规程的内容与作用 200

16.2.2工艺文件 200

16.3零件加工工艺路线的拟定 203

16.3.1表面加工方法的选择 203

16.3.2加工阶段的划分 204

16.3.3加工顺序的安排 205

16.4数控加工工艺简介 206

16.4.1数控加工工艺的概念 206

16.4.2数控加工工艺的特点 207

16.4.3数控加工工艺的设计 207

【思考题】 208

附录 209

参考文献 226