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绪论 1

第一篇 机械工程材料基础 4

第一章 金属的力学性能 4

第一节 拉伸试验及强度和塑性 4

一、拉伸试验及拉伸曲线 4

二、常用强度判据 5

三、塑性判据 6

第二节 硬度 7

一、布氏硬度 7

二、洛氏硬度 8

第三节 冲击吸收功 9

第四节 疲劳极限 10

第五节 断裂韧度 11

思考题与习题 12

第二章 金属的晶体结构与结晶 13

第一节 金属的晶体结构 13

一、金属是晶体 13

二、晶体结构的基本概念 13

三、三种典型的金属晶体结构 14

第二节 金属的实际晶体结构 16

一、单晶体和多晶体 16

二、晶体缺陷 16

第三节 纯金属的结晶与铸锭 18

一、结晶的基本概念 18

二、结晶时晶核的形成和长大过程 19

三、金属结晶后的晶粒大小 19

四、铸锭的组织 20

第四节 合金的相结构 21

一、概述 21

二、合金的相结构 21

三、合金的组织 23

第五节 二元合金相图 23

思考题与习题 25

第三章 金属的塑性变形与再结晶 26

第一节 金属的塑性变形 26

一、单晶体的塑性变形 26

二、多晶体的塑性变形 28

三、塑性变形后金属的组织与性能 29

第二节 变形金属在加热时组织和性能的变化 30

一、回复 30

二、再结晶 31

三、再结晶后的晶粒长大 31

第三节 金属的热变形加工 32

一、热变形加工与冷变形加工的区别 32

二、金属热变形加工时组织和性能的变化 32

思考题与习题 33

第四章 铁碳相图 34

第一节 铁碳合金的组元与基本相 34

一、纯铁的同素异构转变 34

二、铁碳合金的基本相及其性能 34

第二节 Fe-Fe3C相图分析 35

一、两条恒温转变线 36

二、相区及其主要特性点和特性线的分析 36

第三节 典型合金的结晶过程及组织 37

一、共析钢的结晶过程分析 37

二、亚共析钢的结晶过程分析 38

三、过共析钢的结晶过程分析 38

四、共晶白口铸铁的结晶过程分析 39

五、亚共晶白口铸铁的结晶过程分析 39

六、过共晶白口铸铁的结晶过程分析 40

第四节 含碳量与铁碳合金组织及性能的关系 41

一、铁碳合金含碳量与组织的关系 41

二、铁碳合金含碳量与力学性能的关系 41

第五节 铁碳相图的应用 42

一、在选材方面的应用 42

二、在铸造方面的应用 42

三、在压力加工方面的应用 42

四、在焊接方面的应用 43

五、在热处理方面的应用 43

思考题与习题 43

第五章 钢的热处理 44

第一节 钢在加热时的转变 44

一、奥氏体的形成过程 44

二、奥氏体晶粒的长大及其影响因素 45

第二节 钢在冷却时的转变 47

一、过冷奥氏体的等温转变 47

二、过冷奥氏体的连续冷却转变 50

三、连续冷却转变图与等温冷却转变图的比例和应用 52

第三节 钢的普通热处理 52

一、钢的退火 52

二、钢的正火 53

三、钢的淬火 53

四、钢的淬透性 55

五、回火 57

第四节 钢的表面热处理和化学热处理 58

一、表面淬火 58

二、化学热处理 59

第五节 热处理新技术简介 60

一、可控气氛热处理 60

二、真空热处理 61

三、形变热处理 61

四、化学热处理 61

五、激光热处理和电子束表面淬火 61

第六节 热处理工艺的应用 62

一、热处理的技术条件 62

二、热处理工序位置的确定 62

三、热处理零件结构的工艺性 64

思考题与习题 65

第六章 工业用钢 66

第一节 钢的分类和牌号 66

一、钢的分类 66

二、我国工业用钢的牌号表示方法 70

第二节 杂质元素和合金元素在钢中的作用 71

一、主要常存元素在非合金钢中的作用 71

二、合金元素对钢基本相的影响 72

三、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 72

四、合金元素对钢热处理的影响 73

第三节 非合金钢 74

一、碳素结构钢 75

二、优质碳素结构钢 75

三、碳素工具钢 75

四、易切削结构钢 75

五、工程用铸造碳钢 78

第四节 低合金钢 79

一、低合金高强度结构钢 79

二、低合金耐候钢 81

三、低合金专业用钢 81

第五节 机械结构用合金钢 82

一、合金渗碳钢 82

二、合金调质钢、非调质钢和低碳马氏体钢 83

三、合金弹簧钢 84

四、滚动轴承钢 85

五、超高强度钢 85

第六节 合金工具钢和高速工具钢 86

一、合金工具钢 86

二、高速工具钢 89

第七节 特殊性能钢 90

一、不锈钢 90

二、耐热钢 91

三、耐磨钢 92

思考题与习题 93

第七章 铸铁 95

第一节 概述 95

第二节 铸铁的石墨化 96

一、铁碳合金双重相图 96

二、石墨化过程 96

三、影响石墨化的因素 97

第三节 一般工程应用铸铁 98

一、灰铸铁 98

二、球墨铸铁 99

三、可锻铸铁 100

四、蠕墨铸铁 101

第四节 特殊性能铸铁 102

一、耐磨铸铁 102

二、耐热铸铁 103

三、耐蚀铸铁 103

思考题与习题 103

第八章 非铁金属材料 105

第一节 铝及其合金 105

一、纯铝 105

二、铝合金的分类 106

三、铝合金的强化途径 106

四、变形铝合金 107

五、铸造铝合金 108

第二节 铜及其合金 110

一、纯铜 110

二、黄铜 110

三、青铜 111

第三节 滑动轴承合金 113

一、滑动轴承的工作条件及对轴承合金的性能要求 113

二、常用的轴承合金 114

第四节 硬质合金与粉末冶金 115

一、粉末冶金工艺简介 115

二、粉末冶金的应用 116

三、硬质合金 116

思考题与习题 116

第九章 非金属材料与复合材料 117

第一节 有机高分子材料基础知识 117

一、高聚物分子的组成 117

二、高聚物的人工合成 117

三、高聚物分子的形态 118

四、高聚物链的柔顺性 118

五、高聚物分子间的结合状态 118

六、高聚物的力学状态 119

七、有机高分子材料的组成及性能特点 120

第二节 工程塑料 121

一、塑料的组成 121

二、塑料的分类 121

三、常用工程塑料的性能和用途 122

四、塑料制品的成型方法 123

第三节 合成橡胶 125

一、橡胶的特性和应用 125

二、橡胶的组成 126

三、常用橡胶 126

第四节 胶粘剂与胶接技术 127

一、胶粘剂的组成 127

二、胶粘剂的分类原则及表示方法 127

三、胶粘剂的胶接机理 129

四、常用胶粘剂 129

五、胶接的特点与应用 131

六、胶接技术 132

第五节 陶瓷材料 134

一、陶瓷的分类 134

二、陶瓷材料的制作工艺及组织结构 134

三、陶瓷材料的性能特点 135

四、常用工程结构陶瓷的种类、性能和用途 135

第六节 复合材料 136

一、复合强化原理 136

二、复合结构材料的种类 136

三、复合材料的性能特点 137

思考题与习题 137

第十章 工程材料的表面处理 138

第一节 概述 138

一、材料表面处理的目的 138

二、表面处理方法分类 138

三、表面预处理 139

第二节 气相沉积 140

一、化学气相沉积 140

二、物理气相沉积 141

第三节 化学转化膜技术 142

一、氧化处理 142

二、钢铁的磷化处理 144

第四节 电镀和化学镀 145

一、电镀的基本原理和镀层功用 145

二、电镀金属 145

三、塑料基体上的电镀 146

四、化学镀 146

第五节 涂料与涂装工艺 146

一、涂料 147

二、涂装工艺 149

思考题与习题 150

第二篇 热加工工艺基础 151

第十一章 铸造 151

第一节 铸造工艺基础 151

一、合金的铸造性能 151

二、铸造缺陷分析与铸件质量控制 154

第二节 砂型铸造工艺 160

一、浇注位置与分型面的选择 160

二、工艺参数的选择 162

第三节 铸件的结构工艺性 165

一、铸件质量对铸件结构的要求 165

二、铸造工艺对零件结构的要求 166

三、不同铸造合金对铸件结构的要求 168

第四节 特种铸造简介 169

一、熔模铸造 169

二、金属型铸造 170

三、压力铸造 172

四、低压铸造 173

五、离心铸造 174

六、各种铸造方法比较 174

思考题与习题 175

第十二章 锻压 178

第一节 概述 178

一、锻压的基本生产方式 178

二、金属的可锻性 179

三、锻造比 180

第二节 自由锻 180

一、自由锻的基本工序 181

二、自由锻工艺规程的制订 181

三、自由锻锻件结构工艺性 183

第三节 模锻 185

一、锤上模锻 185

二、胎模锻 190

三、压力机上的模锻 191

第四节 板料冲压 192

一、冲压模具 192

二、板料冲压的基本工序 193

三、板料冲压件的结构工艺性 195

第五节 锻压新工艺简介 195

一、高速高能成形 196

二、精密模锻 197

三、液态成形 197

四、超塑性成形 198

思考题与习题 198

第十三章 焊接 200

第一节 概述 200

第二节 熔焊冶金原理 201

一、熔焊的冶金过程 201

二、焊接接头的组织和性能 202

第三节 常用焊接方法 204

一、埋弧自动焊 204

二、气体保护焊 206

三、电渣焊 208

四、电阻焊 209

五、钎焊 211

六、常用焊接方法的比较和选用 212

第四节 焊接应力与变形及其防止措施 213

一、焊接变形的基本形式 213

二、预防焊接变形的工艺措施 214

三、焊接变形的矫正 215

第五节 常用金属材料的焊接 215

一、金属材料的焊接性 215

二、碳素结构钢和低合金高强度结构钢的焊接 216

三、不锈钢的焊接 218

四、铸铁的焊补 218

五、非铁金属的焊接 219

第六节 焊接结构工艺性 220

一、焊接结构材料的选择 220

二、焊缝布置 220

三、焊接接头设计 221

第七节 焊接质量检验 225

一、焊接检验过程 225

二、焊接检验方法 225

第八节 焊接新技术简介 226

一、等离子弧焊接和切割 227

二、真空电子束焊接 228

三、激光焊接与切割 229

四、扩散焊接 230

五、摩擦焊 230

思考题与习题 231

第十四章 机械零件材料和毛坯的选择 233

第一节 机械零件的失效形式 233

一、变形失效 233

二、断裂失效 233

三、表面损伤失效 234

第二节 零件材料及毛坯工艺技术选择 235

一、零件选材的一般原则 235

二、毛坯生产工艺技术的合理选择 238

第三节 典型零件的选材及工艺路线分析 241

一、齿轮类零件选材 241

二、轴类零件选材 243

思考题与习题 245

第三篇 机械加工工艺基础 246

第十五章 金属切削加工的基础知识 246

第一节 切削运动及切削要素 246

一、零件表面的形成 246

二、切削运动 246

三、切削要素 247

第二节 刀具材料及刀具几何形状 248

一、刀具材料 248

二、刀具角度 251

第三节 金属的切削过程 254

一、切屑形成过程及切屑种类 254

二、积屑瘤 254

三、切削力和切削功率 255

四、切削热和切削温度 256

五、刀具磨损和刀具耐用度 256

第四节 切削加工技术经济分析 257

一、切削加工主要技术经济指标 257

二、选择切削用量的一般原则 260

三、工件材料的切削加工性 260

第五节 金属切削机床的基础知识 261

一、金属切削机床的分类及型号 261

二、卧式车床的传动系统分析 263

三、自动机床和数控机床简介 267

思考题与习题 269

第十六章 各种表面的加工方法 271

第一节 外圆表面加工 271

一、外圆表面的车削加工 271

二、外圆表面的磨削加工 273

三、外圆表面加工方案 277

第二节 内圆表面加工 278

一、钻孔 279

二、扩孔 280

三、铰孔 280

四、镗孔 281

五、孔的拉削加工 282

六、孔的加工方案制订 282

第三节 平面加工 283

一、刨削加工平面 283

二、铣削加工平面 284

三、磨削加工平面 285

四、平面加工方案制订 285

第四节 螺纹加工 285

一、车削螺纹 285

二、铣削螺纹 286

三、搓制螺纹（搓丝） 286

四、磨削螺纹 287

第五节 齿轮齿形加工 287

一、成形法加工 287

二、展成法加工 288

三、齿形加工工艺方案分析 290

第六节 光整加工 291

一、超精加工 291

二、镜面磨削 292

三、研磨 292

四、珩磨 293

第七节 特种加工 293

一、电火花加工 294

二、线切割加工 294

三、电解加工 294

四、激光加工 295

五、超声波加工 295

第八节 零件的结构工艺性 296

一、切削加工对零件结构工艺性的要求 296

二、机械加工零件结构工艺性实例 296

思考题与习题 298

第十七章 机械加工工艺过程基本知识 300

第一节 生产过程与工艺过程 300

一、生产过程 300

二、工艺过程及其组成 300

第二节 生产类型及其工艺特点 302

一、生产纲领与生产类型 302

二、不同生产类型的工艺特点 302

第三节 工件的定位、安装与基准 303

一、工件定位 303

二、工件的安装 304

三、基准 306

第四节 机械加工工艺规程的制订 308

一、机械加工工艺规程 308

二、制订工艺规程的原始资料及步骤 308

思考题与习题 311

主要参考文献 312