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第1章 工程材料基础 1

1.1 金属的力学性能 1

1.1.1 刚度与强度 2

1.1.2 塑性 4

1.1.3 硬度 5

1.1.4 冲击韧性 7

1.1.5 疲劳强度 8

1.2 金属的晶体结构与结晶 9

1.2.1 纯金属的晶体结构 9

1.2.2 纯金属的结晶 11

1.2.3 合金的相结构 15

1.2.4 二元合金相图 17

1.3 金属的塑性变形与再结晶 22

1.3.1 金属的塑性变形 22

1.3.2 加工硬化与再结晶 24

1.3.3 冷变形与热变形的区别 26

1.4 铁碳合金相图 26

1.4.1 铁碳合金的基本组织 27

1.4.2 Fe-Fe3C相图分析 28

1.4.3 铁碳合金组织及其对性能的影响 35

1.4.4 Fe-Fe3C相图的应用 37

本章小结 38

思考与练习 38

第2章 钢的热处理 40

2.1 钢在加热和冷却时的转变 41

2.1.1 钢在加热时的转变 41

2.1.2 钢在冷却时组织转变 44

2.2 钢的热处理 50

2.2.1 退火与正火 50

2.2.2 淬火与回火 52

2.2.3 钢的表面热处理与化学热处理 56

2.3 热处理工艺应用 59

2.4 热处理新技术简介 64

本章小结 66

思考与练习 66

第3章 常用金属与非金属材料 68

3.1 工业用钢 68

3.1.1 钢的分类 69

3.1.2 钢铁产品牌号表示方法 69

3.2 杂质元素和合金元素对钢性能的影响 71

3.3 非合金钢 74

3.3.1 碳素结构钢 75

3.3.2 优质碳素结构钢 76

3.3.3 碳素工具钢 77

3.3.4 铸造碳钢 78

3.4 合金钢 79

3.4.1 合金钢的分类与牌号表示方法 80

3.4.2 合金结构钢 81

3.4.3 合金工具钢 84

3.4.4 特殊性能钢 86

3.5 铸铁 88

3.5.1 铸铁的石墨化及影响因素 88

3.5.2 铸铁的分类及性能 92

3.5.3 灰口铸铁 92

3.5.4 特殊性能铸铁 97

3.6 有色金属及其合金 99

3.6.1 铝及其合金 100

3.6.2 铜及其合金 106

3.6.3 滑动轴承合金 108

3.6.4 硬质合金与粉末冶金 110

3.6.5 新型材料 115

3.7 非金属材料与复合材料 116

3.7.1 高分子材料 116

3.7.2 陶瓷材料 120

3.7.3 复合材料 124

3.8 机械零件的选材 126

3.8.1 选材的一般原则 126

3.8.2 典型零件的选材举例 129

本章小结 139

思考与练习 140

第4章 铸造 141

4.1 铸造工艺基础 142

4.2 铸造方法 153

4.2.1 砂型铸造 153

4.2.2 特种铸造 157

4.2.3 铸造生产常见缺陷 164

4.3 铸造工艺设计 166

4.3.1 浇注位置与分型面的选择 166

4.3.2 确定铸造主要工艺参数 170

4.3.3 确定浇注系统 173

4.4 铸件结构工艺性 174

4.4.1 铸件质量对铸件结构的要求 174

4.4.2 铸造工艺对零件结构的要求 177

4.5 常用铸造合金的生产 179

本章小结 183

思考与练习 183

第5章 锻压 185

5.1 概述 185

5.1.1 锻压的基本生产方式 186

5.1.2 金属的可锻性 187

5.1.3 锻造比 188

5.2 自由锻 189

5.2.1 自由锻的基本工序 190

5.2.2 自由锻工艺规程的制定 191

5.2.3 自由锻锻件结构工艺性 194

5.3 模锻 195

5.3.1 锤上模锻 195

5.3.2 胎模锻 200

5.3.3 压力机上的模锻 201

5.4 板料冲压 203

5.5 锻压新工艺简介 208

本章小结 211

思考与练习 211

第6章 焊接 213

6.1 熔焊的基本知识 215

6.2 手工电弧焊 217

6.2.1 手工电弧焊的焊接过程 218

6.2.2 手工电弧焊设备 220

6.2.3 焊条 225

6.2.4 焊接参数 229

6.2.5 手工电弧焊基本操作要领 232

6.3 常用焊接方法 234

6.3.1 埋弧自动焊 234

6.3.2 氩弧焊 236

6.3.3 CO2气体保护焊 238

6.3.4 电渣焊 239

6.3.5 电阻焊 240

6.3.6 钎焊 243

6.4 焊接应力与变形及其防止措施 245

6.4.1 焊接变形的基本形式 245

6.4.2 预防焊接变形的工艺措施 246

6.4.3 焊接变形的矫正 249

6.5 常用金属材料的焊接 249

6.5.1 金属材料的焊接性 249

6.5.2 低碳钢的焊接 250

6.5.3 不锈钢的焊接 252

6.5.4 铸铁的补焊 253

6.5.5 非铁金属的焊接 253

6.6 焊接件的结构工艺性 255

6.6.1 焊接结构材料的选择 255

6.6.2 焊缝布置 255

6.6.3 焊接接头及坡口形式的选择 257

6.7 气焊和气割 260

6.8 焊接质量检验 263

6.8.1 焊接检验过程 263

6.8.2 焊接检验方法 263

6.9 焊接新技术简介 264

6.9.1 等离子弧焊接和切割 265

6.9.2 真空电子束焊接 266

6.9.3 激光焊接与切割 267

6.9.4 扩散焊接 268

6.9.5 摩擦焊 269

本章小结 269

思考与练习 270

参考文献 272