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目录 1

绪论 1

第一篇　金属材料及成形工艺在环境工程中的应用 7

第一章　金属材料的性能 7

第一节　金属材料的力学性能 7

一、弹性和刚度 8

二、强度 9

四、硬度 10

三、塑性 10

五、冲击韧性 11

六、疲劳强度 12

第二节　金属材料的工艺性能 12

一、铸造性能 12

二、锻造性能 12

三、焊接性能 13

四、切削加工性 13

思考与练习题 14

一、晶体和非晶体 15

第一节 晶体结构的基本知识 15

第二章　金属的晶体结构和结晶 15

二、基本概念 16

第二节　纯金属的晶格类型 17

一、体心立方晶格 17

二、面心立方晶格 17

三、密排六方晶格 18

第三节 实际金属的晶体结构 18

一、单晶体和多晶体 18

二、晶体缺陷 19

第四节　合金的晶体结构 20

一、基本概念 21

二、合金的相结构 21

三、金属与合金的结晶 23

思考与练习题 28

第三章　铁碳合金 29

第一节　铁碳合金的基本组织 29

一、铁素体 29

五、莱氏体 30

四、珠光体 30

二、奥氏体 30

三、渗碳体 30

第二节　Fe—Fe3C相图分析 31

一、主要特性点 31

二、主要特性线 33

三、Fe—Fe3C相图中铁碳合金的分类 34

第三节　典型铁碳合金的结晶过程 35

一、共析钢 35

二、亚共析钢 36

三、过共析钢 37

四、共晶白口铸铁 38

五、亚共晶白口铸铁 39

六、过共晶白口铸铁 40

第四节　铁碳合金的成分、组织与性能间的基本规律 42

一、铁碳合金的成分与平衡组织 42

二、铁碳合金的含碳量与力学性能间的关系 42

一、作为选材的依据 43

二、作为制定铸、锻、焊和热处理等热加工工艺的依据 43

第五节　Fe—Fe3C相图的应用 43

思考与练习题 45

第四章　钢的热处理 46

第一节　钢的热处理基本原理 46

一、钢的热处理方法及其工艺曲线 46

二、钢在加热时的组织转变 47

三、钢在冷却时的组织转变 50

一、退火 57

第二节　钢的退火与正火 57

二、钢的正火 59

第三节　钢的淬火 60

一、淬火工艺 60

二、淬火方法 61

第四节　淬火钢的回火 62

一、淬火钢在回火时组织与性能的变化 62

二、回火的分类及应用 64

第五节　钢的表面热处理 64

一、表面淬火 65

二、化学热处理 66

一、形变热处理 67

第六节　热处理新工艺 67

二、激光热处理 68

三、电子束表面淬火 68

四、真空热处理 68

第七节　零件热处理的技术条件与工序安排 69

一、热处理的技术条件 69

二、热处理的工序位置 69

思考与练习题 70

一、金属材料的主导地位 72

第五章　环境工程常用的金属材料 72

第一节　金属材料和环境 72

二、金属和资源 73

三、金属和能源 73

四、金属和环境 73

第二节　碳钢 74

一、碳钢中主要杂质元素的作用 74

二、碳钢的分类、牌号和用途 75

一、合金元素在钢中的作用 77

第三节　合金钢 77

二、合金钢的分类 78

三、合金钢的牌号、性能和主要用途 79

第四节　铸铁 86

一、概述 86

二、铸铁的分类、牌号和用途 87

第五节　有色金属 90

一、铜及铜合金 90

二、铝及铝合金 93

三、滑动轴承合金 95

第六节　粉末冶金材料 96

一、粉末冶金及其特点 96

二、常用粉末冶金材料 98

第七节　金属材料生态化和新型材料 99

一、钢铁材料工业生态化 99

二、金属生态材料和技术 100

第八节　金属材料的循环再生 100

一、金属再生资源重熔再生 100

二、冶金固体废弃物的利用 101

思考与练习题 102

第六章　铸造成形工艺 103

第一节　概述 103

一、铸造的特点 103

二、铸造成形的分类及应用 104

第二节　合金的铸造性能 105

一、合金的流动性 105

二、合金的收缩性 106

三、常用合金的铸造性能 111

第三节　铸造工艺过程 112

一、铸造生产的基本工序及常用方法 112

二、铸造工艺过程 115

第四节　铸件的结构工艺性 121

一、铸造工艺对铸件结构的要求 121

二、合金铸造性能对铸件结构的要求 121

第五节　特种铸造简介 124

一、金属型铸造 124

三、熔模铸造 125

二、压力铸造 125

四、离心铸造 126

思考与练习题 127

第七章　锻压成形工艺 128

第一节　概述 128

一、锻压成形特点 128

二、锻压的基本生产方式 129

第二节 金属的锻造性能 129

一、金属的塑性变形 129

二、影响金属锻造性能的因素 132

第三节　常用锻造方法及工艺 133

一、自由锻 133

二、模锻 140

第四节　板料冲压 147

一、冲压设备 147

二、冲压模具 147

三、板料冲压的基本工序 148

四、板料冲压件的结构工艺性 150

一、高速高能成形 151

第五节　锻压新工艺简介 151

二、精密模锻 152

三、超塑性成形 152

思考与练习题 153

第八章　焊接成形工艺 155

第一节　概述 155

一、焊接方法与分类 155

二、焊接方法的应用及发展趋势 156

二、焊接接头的组织与性能 157

一、熔焊的冶金特点 157

第二节　熔焊冶金基础与熔焊接头缺陷 157

三、焊接应力和变形 158

四、焊接接头缺陷 160

第三节　常用的焊接方法 162

一、焊条电弧焊 162

二、埋弧自动焊 164

三、气体保护焊 165

第四节　其他焊接方法 167

一、电渣焊 167

二、等离子弧焊接与切割 168

三、激光焊接与切割 169

四、电阻焊 170

五、钎焊 171

第五节　常用金属材料的焊接 172

一、金属材料的焊接性 172

二、碳素结构钢和低合金结构钢的焊接 173

三、铸铁的焊补 174

四、有色金属材料的焊接 175

一、焊接结构件材料的选择 176

第六节　焊接工艺过程 176

二、焊接方法的选择 177

三、焊接件的形状与接头形式的选择 178

四、焊接件焊缝布置的原则 179

思考与练习题 181

第九章　金属材料与成形工艺在环境工程中的应用 183

第一节　零件的失效原因和形式 183

一、零件的失效原因 183

一、零件选材的一般原则 184

第二节　零件材料的选择 184

二、零件的失效形式 184

二、零件选材的步骤 185

三、零件选材的方法 186

第三节　零件成形工艺的选择 187

一、常用毛坯成形工艺的比较 187

二、成形工艺选择的原则 189

三、热处理在零件制造中的工序位置 190

一、轴类零件 191

第四节　环保设备中典型零件材料和毛坯成形工艺的选择 191

二、盘套类零件 194

三、其他零件材料和毛坯成形工艺选择 196

思考与练习题 197

第二篇 非金属材料及成形工艺在环境工程中的应用 201

第十章　高分子材料 201

第一节　高分子材料概述 201

一、高分子化合物的组成 201

二、高分子化合物的合成 202

四、高分子化合物的结构特点 203

三、高分子材料的分类 203

第二节　塑料 204

一、塑料的组成 204

二、塑料的分类 205

三、塑料的性能和用途 206

四、塑料的成形 209

二、橡胶的分类 213

三、橡胶的主要性能和用途 213

一、合成橡胶的组成 213

第三节　合成橡胶 213

三、橡胶制品的成形工艺 214

第四节　合成纤维 217

第五节 高分子材料的选材及成形工艺在环境工程中的应用 217

一、高分子材料选材的原则及方法 217

二、高分子材料及成形工艺在环境工程中的应用实例 218

练习与思考题 218

第十一章　复合材料 219

第一节　复合材料概述 219

第三节　复合材料的性能特点 220

三、按性能分类 220

一、高的比强度和比模量 220

第二节　复合材料的分类 220

二、按增强材料分类 220

一、按基体类型分类 220

二、抗疲劳性和减振性好 221

三、化学稳定性和耐热性好 221

四、安全可靠性好 221

第四节　复合材料成形 221

一、树脂基复合材料成形 222

二、金属基复合材料成形 226

三、陶瓷基复合材料成形 227

第五节　复合材料的应用 228

一、纤维增强复合材料的应用 228

二、层叠复合材料的应用 229

三、颗粒增强复合材料的应用 229

第六节　生态型复合材料 230

一、环境调和型智能复合材料 230

二、分子智能性复合材料 230

三、梯度功能材料 230

一、复合材料选择要考虑的因素 231

第七节　复合材料的选材及成形工艺在环境工程中的应用 231

三、选材的基本方法和步骤 232

二、选材的基本原则 232

四、复合材料及成形工艺在环境工程中选用实例 233

思考与练习题 235

第十二章　陶瓷与混凝土 236

第一节　陶瓷材料与环境 236

二、陶瓷和能源 237

三、陶瓷与环境污染 237

一、陶瓷与资源 237

第二节　陶瓷材料 238

一、陶瓷的定义和分类 238

二、陶瓷的组成、结构与性能 238

三、陶瓷材料的成形工艺过程 244

第三节 陶瓷生态化和生态型陶瓷材料 247

一、陶瓷生态化 247

二、新型陶瓷生态材料 247

一、混凝上的定义和分类 248

第四节　混凝土 248

二、混凝土结构 250

三、水泥的水化作用 251

四、普通混凝土的主要技术性质 253

思考与练习题 257

第三篇　其他材料在环境工程中的应用 261

第十三章　其他材料在环境工程中的应用 261

第一节　大气污染控制材料 261

一、大气污染控制材料 262

二、大气污染控制材料应用实例 264

三、水污染控制材料 267

第二节　其他污染控制材料 275

一、噪声控制材料 276

二、电磁波防护材料 277

思考与练习题 278

一、金属的化学腐蚀 281

第一节　腐蚀与防护的基本原理 281

第十四章　环境工程材料及设备的腐蚀与防护 281

第四篇 环境工程材料及设备的腐蚀与防护 281

二、金属的电化学腐蚀 284

三、金属腐蚀破坏的形态 286

四、非金属材料的腐蚀原理 287

第二节　设备腐蚀防护技术 288

一、设备的防护设计 288

二、设备环境介质的控制 291

三、设备电化学保护 292

四、电镀、化学镀、化学转化膜防护 294

五、浸镀、渗镀、包镀及热喷涂防护技术 295

六、衬里防护技术 296

七、有机涂料防护技术 297

第三节　材料的选用 297

一、材料选取的基本原则 297

二、选材时应考虑的因素 298

思考与练习题 299

参考文献 300