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绪论 1

第一篇　工程材料及其改性（机械工程材料） 3

第一章　钢铁材料生产简介 3

1-1 炼铁 3

一、炼铁的实质 3

二、炼铁的基本过程 3

三、高炉产品 4

1-2 炼钢 4

一、炼钢的实质 4

二、炼钢的基本过程 4

三、炼钢的方法 4

四、钢的浇注 5

五、镇静钢和沸腾钢 5

1-3　钢材生产 6

一、板材和型材的轧制 6

二、管材的生产 6

三、线材的拉拔 6

复习思考题 7

第二章　金属的力学性能 8

2-1　塑性与强度 8

一、力—伸长曲线 8

二、塑性的主要判据 9

三、强度的主要判据 9

2-2 硬度 10

一、布氏硬度试验 10

二、洛氏硬度试验 11

三、硬度判据的实用性 11

2-3　冲击韧性 12

一、金属夏比冲击试验 12

二、韧脆转变温度 13

2-4 疲劳 13

一、疲劳现象 13

二、疲劳极限 13

复习思考题 14

第三章　金属的晶体结构与结晶 15

3-1 纯金属的晶体结构 15

一、晶体与非晶体 15

二、晶格与晶胞 15

三、常见晶格类型 15

3-2　纯金属的结晶 16

一、冷却曲线与过冷度 16

二、纯金属的结晶过程 17

三、金属的同素异构转变 17

四、晶体缺陷 18

3-3　合金的晶体结构 20

一、固溶体 20

二、金属化合物 21

3-4　二元合金状态图 21

一、二元合金状态图的建立 21

二、匀晶状态图 22

三、共晶状态图 22

四、具有共析反应的状态图 24

五、合金力学性能与状态图的关系 24

复习思考题 25

第四章　铁碳合金 26

4-1　铁碳合金的基本组织 26

一、铁素体组织 26

二、奥氏体组织 26

三、渗碳体组织 26

四、珠光体组织 26

五、菜氏体组织 27

4-2 Fe-Fe3C状态图 27

一、Fe-Fe3C状态图分析 27

二、合金组织状态随温度的变化规律 29

三、室温组织性能随成分的变化规律 30

4-3　碳钢 31

一、杂质元素对钢的影响 31

二、常用碳钢 31

复习思考题 37

第五章　钢的热处理 38

5-1 概述 38

5-2 钢在加热时的组织转变 38

一、奥氏体的形成 38

二、奥氏体晶粒度及其控制 39

5-3　钢在冷却时的组织转变 40

一、过冷奥氏体及其转变方式 40

二、共析碳钢过冷奥氏体的等温转变 40

三、共析碳钢过冷奥氏体的连续冷却转变 42

5-4　退火与正火 44

一、退火 44

二、正火 45

5-5　淬火与回火 45

一、淬火 45

二、回火 47

5-6　其它热处理方法 48

一、表面淬火 48

二、化学热处理 48

三、可控气氛热处理 49

四、形变热处理 49

五、真空热处理 49

六、激光热处理 49

5-7 零件的热处理结构工艺性 49

一、结构工艺性的概念 49

二、热处理工艺对零件结构的要求 50

复习思考题 50

第六章　合金钢 52

6-1　合金元素对钢的影响 52

一、合金元素对钢的基本相的影响 52

二、合金元素对Fe-Fe3C状态图的影响 52

三、合金元素对钢的热处理的影响 53

6-2　常用合金钢 54

一、低合金结构钢 54

二、合金结构钢 55

三、合金弹簧钢 55

四、滚动轴承钢 61

五、合金工具钢与高速工具钢 61

六、不锈钢 62

七、耐磨钢 63

复习思考题 63

第七章　铸铁 64

7-1　铸铁的石墨化 64

一、铸铁的石墨化过程 64

二、铸铁的分类 65

三、影响石墨化的因素 65

7-2　常用铸铁件 65

一、灰铸铁件 65

二、球墨铸铁件 67

三、可锻铸铁件 69

复习思考题 71

第八章 有色金属与粉末冶金材料 72

8-1 铝及其合金 72

一、铝 72

二、铝合金的分类及热处理 72

三、常用加工铝合金 73

四、铸造铝合金 74

8-2　铜及其合金 76

一、铜 76

二、加工黄铜 76

三、加工青铜 77

四、铸造铜合金 78

8-3　铸造轴承合金 79

一、轴承合金的理想组织 79

二、常用铸造轴承合金 79

8-4　粉末冶金材料 79

一、粉末冶金过程 79

二、硬质合金 80

复习思考题 81

第九章　非金属材料 82

9-1　高分子材料 82

一、高聚物的结构 82

二、高聚物的物理力学状态 83

三、高聚物的基本性能 84

四、常用高分子材料 86

9-2　其它非金属材料 86

一、陶瓷材料 86

二、复合材料 87

复习思考题 88

第二篇 毛坯成形及其选择（金属热加工基础） 89

第十章　铸造成形 89

10-1　铸造概述 89

一、铸造成形的实质 89

二、铸造成形的主要特点及应用 89

10-2　金属的铸造性能 89

一、金属的流动性 90

二、金属的收缩性 91

10-3　砂型铸造工艺过程 95

一、造型材料 95

二、造型方法 95

三、熔炼和浇注 98

四、落砂、清理、检验和后处理 98

10-4 砂型铸造工艺设计简介 98

一、选择分型面 98

二、确定浇注位置 99

三、确定主要工艺参数 100

四、绘制铸造工艺图和铸件图 102

10-5　零件结构的铸造工艺性 104

一、铸造性能对结构的要求 104

二、铸造工艺对结构的要求 105

10-6 特种铸造 107

一、金属型铸造 107

二、压力铸造 107

三、熔模铸造 108

四、离心铸造 108

复习思考题 109

第十一章　锻压成形 110

11-1　锻造概述 110

一、锻造成形的实质 110

二、锻造成形的主要特点及应用 110

11-2　金属的锻造性能 110

一、金属塑性变形 110

二、回复与再结晶 111

三、冷加工与热加工 112

四、锻造流线与锻造比 112

五、影响金属锻造性能的因素 113

11-3 锻造工艺过程 114

一、加热 114

二、成形 115

三、冷却、检验与热处理 119

11-4 自由锻造工艺设计简介 120

一、绘制锻件图 120

二、计算坯料的质量和尺寸 120

三、确定变形工序 122

四、确定锻造温度范围、冷却和热处理规范 122

11-5　零件结构的锻造工艺性 123

一、锻造性能对结构的要求 124

二、锻造工艺对结构的要求 124

11-6　板料冲压 125

一、冲压成形概述 125

二、冲压成形的基本工序 126

三、零件结构的冲压工艺性 128

四、冲压工艺举例 130

复习思考题 130

第十二章　焊接与胶接成形 131

12-1 焊接概述 131

一、焊接成形的实质 131

二、焊接成形的主要特点及应用 131

12-2　金属的焊接性能 132

一、金属焊接性的概念 132

二、钢材的焊接性 133

三、铸铁的焊接性 133

四、铝及铝合金的焊接性 133

五、铜及铜合金的焊接性 134

12-3 手弧焊 134

一、焊接电弧 134

二、焊接冶金过程特点 135

三、焊条 135

四、焊接接头的组织性能 137

12-4　其他焊接方法 138

一、埋弧焊 138

二、气体保护电弧焊 138

三、气焊 139

四、电阻焊 139

五、电渣焊 140

六、钎焊 140

12-5　手弧焊工艺设计简介 141

一、接头形式和坡口形式的确定 141

二、焊接位置的确定 142

三、焊接工艺参数的确定 143

四、其他工艺措施的确定 144

五、绘制焊接结构图 147

12-6　焊接结构工艺性 150

一、焊接结构材料的选择 151

二、焊缝布置的原则 151

12-7 胶接成形 152

一、胶接的概念 152

二、胶接原理 152

三、常用胶粘剂 153

四、胶接工艺 153

复习思考题 154

第十三章　毛坯分析与选择 155

13-1 毛坯分析 155

一、毛坯成形原理对比分析 155

二、毛坯内在质量对比分析 155

三、毛坯成形工艺对比分析 156

四、毛坯结构材料工艺性对比分析 157

五、毛坯结构形状工艺性对比分析 157

六、毛坯结构形状及应用对比分析 158

13-2 毛坯选择 159

一、毛坯的选择原则 159

二、毛坯选择举例 161

三、同一零件毛坯选择的比较 161

复习思考题 163

第三篇　零件成形及其装配（机械加工基础） 165

第十四章　公差配合基础知识 165

14-1　互换性与公差的概念 165

一、互换性的概念 165

二、加工误差的概念 165

三、公差的概念 166

四、公差与配合标准 166

14-2 圆柱形表面的公差与配合 167

一、公差术语与尺寸公差带图 167

二、配合术语与配合图解 169

三、标准公差 175

四、基本偏差 175

五、公差带与配合的选用顺序 176

六、未注公差尺寸 182

七、公差带和配合性质的标注 184

14-3　公差与配合的选择 185

一、基准制的选择 185

二、公差等级的选择 186

三、配合的选择 187

14-4 形状与位置公差 190

一、基本概念 190

二、形状公差 191

三、位置公差 192

14-5　表面粗糙度 195

一、表面粗糙度的评定 195

二、表面粗糙度的标注 197

三、表面粗糙度的选用 198

复习思考题 199

第十五章　切削成形原理 201

15-1　切削运动与切削要素 201

一、机械零件表面的形成 201

二、切削运动 201

三、切削要素 202

15-2　金属切削刀具 203

一、刀具材料 203

二、车刀切削部分的几何参数 204

15-3　金属切削过程中的物理现象 205

一、切削变形 206

二、切削力 207

三、切削热 207

四、刀具磨损 208

15-4　提高切削加工质量和经济性的途径 208

一、提高工艺系统的刚度 208

二、合理选用刀具材料和刀具角度 209

三、合理选用切削用量 209

四、使用切削液 210

五、改善工件材料的切削加工性 210

复习思考题 210

第十六章　切削成形方法 211

16-1　机床的分类和编号 211

一、机床的分类 211

二、机床型号的编制方法 211

16-2　车削成形 213

一、车床的功用和运动 213

二、车床的组成和运动 214

三、车床工作 216

四、车削加工的工艺特点 218

16-3　镗、钻成形 219

一、镗削成形 219

二、钻削成形 220

16-4　刨、铣成形 221

一、刨削成形 222

二、铣削成形 223

复习思考题 227

第十七章　磨削成形方法 229

一、磨床的功用和运动 229

二、磨床的组成和运动 229

三、磨削过程 231

四、磨削加工的工艺特点及应用 235

五、光整加工 235

复习思考题 235

第十八章　切削加工工艺过程 237

18-1 基本概念 237

一、生产过程和工艺过程 237

二、切削加工工艺过程 237

三、工艺设备和工艺装备 238

四、生产纲领和生产类型 238

18-2　工件的安装 239

一、选择定位基准 240

二、工件的定位原理 241

三、装夹知识 243

18-3　切削加工工艺的拟定 243

一、技术要求分析 243

二、选择毛坯 244

三、工艺分析 244

四、拟定加工顺序 244

五、确定各工序的机床、装夹方法、加工方法、测量方法及有关工夹量具 245

六、确定各工序加工余量、切削用量和时间定额 245

七、编制工艺卡片 246

18-4　基本表面的加工方案 246

一、外圆表面 246

二、内圆表面 247

三、平面表面 248

四、成形表面 249

18-5　基本类型零件加工工艺要点 249

一、轴杆类零件的加工工艺要点 249

二、饼块盘套类零件的加工工艺要点 250

三、机架箱体类零件的加工工艺要点 250

18-6　零件结构的切削加工工艺性 252

一、切削加工对零件结构的要求 252

二、改进零件切削加工工艺性的基本原则 252

复习思考题 254

第十九章　装配 256

一、装配工艺过程 256

二、装配单元系统图 256

三、减速器的装配工艺 257

四、零件结构的装配工艺性 259

复习思考题 261

第二十章　特种加工 262

一、电火花加工 262

二、电解加工 263

三、超声波加工 264

四、激光加工 264

复习思考题 265

参考文献 266