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第一章钢铁的生产 1

第一节炼铁 1

一、炼铁的原料 1

二、炼铁的基本过程 1

三、高炉产品 2

第二节炼钢 2

一、炼钢的基本过程 2

二、炼钢方法 2

第三节钢材生产 4

一、钢的浇注 4

二、钢材的生产 5

小结 6

习题 6

第二章金属的力学性能 7

第一节强度与塑性 7

一、拉伸曲线与工程应力应变曲线 7

二、刚度和强度 8

三、塑性 9

四、常用弯曲、压缩性能指标 10

第二节硬度 10

一、布氏硬度 11

二、洛氏硬度 12

三、维氏硬度 13

第三节冲击韧性 14

一、冲击试验原理 14

二、Ak值的主要用途 14

第四节断裂韧性 15

一、应力场强度因子与断裂韧度 15

二、断裂韧度的应用 16

第五节疲劳 16

一、疲劳断裂的特点 16

二、疲劳强度 17

三、影响疲劳性能的因素 18

四、其他形式的疲劳 19

五、疲劳实例分析 20

第六节磨损 21

一、粘着磨损 21

二、磨粒磨损 21

三、接触疲劳 22

小结 22

习题 23

第三章金属的晶体结构 24

第一节金属概述 24

一、金属的特性 24

二、金属原子结构特点 24

第二节金属的晶体结构 25

一、晶体与非晶体 25

二、晶格、晶胞 25

三、金属中常见的晶体结构 26

四、常见晶体结构的原子数、原子半径、致密度 26

五、立方晶体结构的晶面指数和晶向指数 27

六、金属的同素异构转变 28

第三节金属的实际晶体结构 28

一、点缺陷 28

二、线缺陷——位错 29

三、面缺陷 30

小结 31

习题 31

第四章金属的结晶及二元相图 32

第一节纯金属的结晶 32

一、过冷现象 32

二、液态金属的结构 32

三、结晶过程 32

四、晶粒大小的控制 33

第二节二元合金的相结构 33

一、基本概念 33

二、固溶体 34

三、化合物 34

第三节二元合金相图 35

一、二元相图的测定方法 35

二、匀晶相图 35

三、共晶相图 36

四、铸锭的组织 40

小结 40

习题 41

第五章Fe-Fe3C相图 42

第一节纯铁的同素异构转变与铁碳合金的基本相 42

一、纯铁的同素异构转变 42

二、铁碳合金的基本相 43

第二节Fe-Fe3C相图分析 44

一、上半部分图形的分析 45

二、下半部分图形的分析 45

第三节典型合金的结晶过程及组织 46

一、共析钢（合金Ⅰ）的结晶过程及其组织 46

二、亚共析钢（合金Ⅱ）的结晶过程及其组织 47

三、过共析钢（合金Ⅲ）的结晶过程及其组织 48

四、共晶白口铸铁（合金Ⅳ）的结晶过程及其组织 49

五、亚共晶白口铸铁（合金Ⅴ）结晶过程及其组织 50

六、过共晶白口铸铁（合金Ⅵ）的结晶过程及其组织 51

七、几个需要注意的问题 51

第四节铁碳合金性能与成分的关系 52

一、含碳量与组织的关系 52

二、含碳量与力学性能的关系 52

三、Fe-Fe3C相图的应用 53

四、碳钢应用简介 54

小结 54

习题 55

第六章金属的塑性变形、断裂与再结晶 56

第一节单晶体的变形 56

一、单晶体的弹性变形 56

二、单晶体的塑性变形 56

第二节多晶体的塑性变形 58

一、晶界对塑性变形的影响 58

二、晶粒间取向差的影响 58

三、多晶体金属塑性变形的传播 59

四、合金的塑性变形 59

五、蠕变 60

第三节塑性变形对组织性能的影响 61

一、塑性变形后组织的变化 61

二、塑性变形后力学性能的变化 61

三、塑性变形后内应力的变化 62

第四节金属断裂介绍 62

一、韧断与脆断 62

二、穿晶断裂与沿晶断裂 63

三、正断与切断 63

四、韧断与脆断的相互转化 63

第五节冷变形金属在加热时的变化 64

一、回复 64

二、再结晶 64

第六节金属的热塑性变形 64

一、热变形与冷变形的区别 64

二、热变形后组织性能的变化 65

小结 67

习题 67

第七章钢的热处理与表面强化处理 69

第一节热处理概述与分类 69

一、概述 69

二、热处理工艺的分类 69

第二节钢在加热时的转变 70

一、奥氏体的形成过程 70

二、奥氏体晶粒长大及影响因素 71

第三节钢在冷却时的转变 72

一、过冷奥氏体的等温转变曲线及分析 72

二、影响C曲线的因素 74

三、连续冷却转变曲线 74

四、过冷奥氏体转变产物的组织和性能 75

第四节退火与正火 81

一、退火 81

二、正火 84

第五节淬火 85

一、淬火加热温度 85

二、淬火应力 86

三、常用淬火介质 86

四、淬透性 86

五、常用淬火方法 90

第六节回火 91

一、回火中的组织转变 92

二、回火工艺及应用 94

三、回火脆性 95

四、时效 95

第七节热处理常见缺陷及零件结构的工艺性 96

一、热处理常见缺陷 96

二、热处理零件结构的工艺性 97

第八节表面强化处理 98

一、表面淬火 98

二、化学热处理 100

三、其他表面强化处理 108

第九节热处理技术条件的标注与工序安排 113

一、热处理技术条件的标注 113

二、热处理工序位置的安排 116

小结 118

习题 119

第八章工业用钢 122

第一节杂质元素与合金元素在钢中的作用 122

一、杂质元素对钢性能的影响 122

二、合金元素在钢中的作用 123

第二节钢的分类与牌号 127

一、钢的分类 127

二、工业用钢的牌号表示方法 129

第三节结构钢 131

一、工程构件用钢 131

二、机器零件用钢 135

第四节工具钢 145

一、刃具钢 145

二、量具用钢 150

第五节特殊性能钢 150

一、不锈钢 150

二、耐热钢 154

三、耐磨钢 156

小结 157

习题 157

第九章模具用钢 159

第一节冷作模具钢 159

一、冷作模具钢概述 159

二、常用冷作模具钢 160

三、冷作模具的选材 170

四、冷作模具的选材及热处理实例 175

第二节热作模具钢 177

一、热作模具钢概述 177

二、常用热作模具钢 177

三、热作模具的选材 184

四、热作模具的选材及热处理实例 189

第三节塑料模具用钢 190

一、塑料模具钢概述 190

二、塑料模具钢 192

三、塑料模具钢的选材 199

四、塑料模具的选材实例 202

第四节玻璃模具材料 202

一、玻璃模具材料 202

二、模具材料的发展趋向 204

小结 204

习题 206

第十章其他金属材料 208

第一节铸铁 208

一、铸铁的分类 208

二、铸铁的石墨化 208

三、常用铸铁 210

第二节铝及其合金 217

一、铝及其合金的分类、强化方法 217

二、常用铝合金的牌号、用途 218

第三节铜及其合金 220

一、铜的分类 220

二、常用铜合金的牌号、性能和用途 221

第四节滑动轴承合金 222

一、滑动轴承合金的性能要求与组织特点 222

二、常用滑动轴承合金的牌号、用途 223

第五节粉末冶金材料 224

一、粉末冶金材料的制造方法 224

二、常用粉末冶金材料 224

小结 227

习题 228

第十一章非金属材料 229

第一节高分子材料 229

一、基本概念 229

二、塑料 231

三、橡胶 237

第二节陶瓷材料 239

一、陶瓷材料的分类与制造方法 239

二、陶瓷材料的组织结构、性能特点 239

三、常用陶瓷的种类、性能和用途 240

第三节复合材料 242

一、复合材料的分类 242

二、复合材料的性能特点及基体与增强相的作用 242

三、常用复合材料 243

小结 245

习题 245

第十二章铸造成型 246

第一节概述 246

第二节合金的铸造性能 246

一、铸造合金的流动性 246

二、铸造合金的收缩性 248

三、铸造应力 249

第三节砂型铸造 249

一、型砂和芯砂 249

二、手工造型用的砂箱和工具 250

三、砂铸基本工艺过程及铸型的组成 251

四、造型、造芯方法 251

五、合型与浇注 255

六、铸件的落砂和清理 256

第四节铸造工艺设计简介 257

一、浇注位置的选定 257

二、分型面的选定 258

三、浇注系统、冒口、出气口 258

四、铸造工艺参数的确定 259

五、绘制铸造工艺图 261

第五节铸件结构的工艺性 262

一、铸件质量对铸件结构的要求 262

二、铸造工艺对铸件结构的要求 264

第六节特种铸造和铸造新技术简介 265

一、金属型铸造 265

二、压力铸造 266

三、熔模铸造 267

四、离心铸造 268

五、各种铸造方法比较 269

六、铸造新技术、新工艺 269

第七节铸件质量与成本分析 271

一、铸件质量分析 271

二、铸件成本分析 273

小结 274

习题 274

第十三章锻压 276

第一节概述 276

一、锻压的主要生产方式和特点 276

二、金属的锻造性能 277

三、金属锻造的工艺过程 278

第二节自由锻造 279

一、自由锻造设备 280

二、自由锻的基本工序 281

三、自由锻生产特点 283

四、自由锻造操作方法 283

五、自由锻造工艺规程的制定及举例 290

六、合金钢锻造特点 292

七、自由锻件结构的工艺性 293

第三节胎模锻造 294

一、胎模的种类 294

二、胎模锻生产特点 295

第四节模型锻造 296

一、锤上模锻 296

二、曲柄压力机上模锻 299

三、摩擦压力机上模锻 300

四、平锻机上模锻 301

五、锻后处理 302

六、模锻件结构的工艺性 302

第五节锻件质量及成本分析 303

一、锻件质量分析 303

二、锻件成本分析 304

第六节板料冲压 306

一、冲压模具 306

二、板料冲压的基本工序 306

三、挤压 308

四、冲压件结构的工艺性 309

第七节锻压新工艺简介 309

一、高速高能成型 310

二、精密模锻 311

三、液态模锻 311

四、超塑性成型 312

小结 312

习题 313

第十四章焊接与胶接 314

第一节焊接概述 314

第二节焊条电弧焊 314

一、焊接设备及焊接电弧 315

二、熔化焊冶金过程及其特点 316

三、焊条 317

四、焊接接头的组织与性能 318

五、电弧焊工艺设计简介 319

六、焊条电弧焊操作技术 321

七、堆焊 322

八、焊条电弧焊安全知识 322

第三节金属的焊接性 323

一、金属焊接性的概念 323

二、常用金属材料的焊接性 323

第四节其他焊接方法 324

一、埋弧焊 324

二、气体保护电弧焊 325

三、气焊和气割 326

四、电阻焊 330

五、电渣焊 331

六、钎焊 331

第五节焊接结构的工艺性 331

一、焊件材料的选择 332

二、焊缝布置的一般原则 332

三、焊接接头的设计 334

第六节焊接新技术简介 334

一、等离子弧焊与切割 334

二、真空电子束焊 335

三、激光焊 335

第七节焊件质量与成本分析 336

一、焊接主要缺陷 336

二、焊接方法的选用与焊接成本分析 338

第八节胶接 339

一、胶接概述 339

二、胶接原理 340

三、胶粘剂 340

四、胶接工艺 341

五、胶接应用举例 342

小结 343

习题 343

第十五章零件的选材与毛坯成型工艺的选择 344

第一节失效分析 344

一、概述 344

二、失效分析的步骤、方法 344

三、失效原因 345

第二节零件的选材 345

一、选材的一般原则 345

二、选材的一般步骤 346

三、典型零件选材举例 347

第三节毛坯成型工艺的选择 353

一、不同成型工艺所制毛坯的比较 353

二、毛坯成型工艺选择的原则 354

三、影响毛坯成型工艺选择的主要因素 355

四、典型零件的毛坯选择 356

五、毛坯选择举例 357

习题 357

第十六章钳工与机械加工成型工艺 359

第一节钳工 359

一、划线 359

二、錾削 361

三、锉削 362

四、锯割 364

五、钻孔 366

六、攻螺纹与套螺纹 369

七、装配工艺 371

第二节机械加工成型工艺基础 372

一、金属切削基本知识 373

二、车床及车削加工 379

三、铣削、刨削及磨削加工 384

四、数控机床加工与特种加工简介 388

小结 392

习题 392

实验一缓冷状态铁碳合金成分、组织、性能间的关系 393

一、实验目的 393

二、实验概述 393

三、实验用仪器和材料 394

四、实验步骤 394

五、实验报告要求 394

实验二钢的热处理工艺与组织、性能的关系 395

一、实验目的 395

二、实验概述 395

三、实验内容 395

四、实验步骤 395

五、实验用仪器和材料 395

六、实验方法 396

七、实验报告要求 396

附录 397

附录Ⅰ钢的洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度及抗拉强度换算表 397

附录Ⅱ常用模具材料参考价格／（元／kg）（1998年8月） 399

附录Ⅲ塑料及树脂缩写代号（GB/T 1844—1995） 400

参考书目 402