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绪论 1

第1章　材料的性能 3

1.1　材料的力学性能 4

1.1.1 强度与塑性 4

1.1.2　硬度 7

1.1.3　韧性 10

1.1.4　疲劳 13

1.2　金属的物理性能与化学性能 14

1.2.1　金属的物理性能 14

1.2.2　金属的化学性能 16

1.3　金属的工艺性能 17

1.3.1　铸造性能 17

1.3.2　锻造性能 17

1.3.3　焊接性能 17

1.3.4　切削加工性能 17

本章小结 17

知识窗——材料科学 18

复习思考题 20

第2章　金属的晶体结构与结晶 22

2.1　金属的晶体结构 23

2.1.1 晶体与非晶体 23

2.1.2　晶体结构的基本知识 23

2.1.3　金属的实际晶体结构 25

2.2　合金的晶体结构 26

2.2.1　基本概念 26

2.2.2　合金的晶体结构 26

2.3　纯金属的结晶 28

2.3.1 冷却曲线与过冷度 28

2.3.2　金属的结晶过程 29

2.3.3　金属结晶后的晶粒大小 29

2.4　金属的同素异构转变 30

本章小结 31

知识窗——高分子材料的结构 31

复习思考题 33

第3章　铁碳合金状态图 35

3.1　铁碳合金的基本组织 35

3.1.1　铁素体（F） 36

3.1.2　奥氏体（A） 36

3.1.3　渗碳体（Fe3C） 36

3.1.4　珠光体（P） 36

3.1.5　莱氏体（Ld和Ld′） 37

3.2　铁碳合金状态图 37

3.2.1 Fe-Fe3C状态图分析 38

3.2.2　铁碳合金结晶过程分析 39

3.2.3　铁碳合金性能、成分与组织之间的关系 41

3.2.4　铁碳合金状态图的主要用途 42

本章小结 42

知识窗——金相观察 43

复习思考题 44

第4章　非合金钢 45

4.1　杂质元素对钢性能的影响 45

4.1.1　硅的影响 46

4.1.2　锰的影响 46

4.1.3　硫的影响 46

4.1.4　磷的影响 46

4.2　非合金钢的分类、牌号及用途 47

4.2.1 非合金钢的分类 47

4.2.2　非合金钢牌号及用途 48

4.2.3　其他专用优质非合金钢 51

4.2.4　特殊质量非合金钢 53

本章小结 53

知识窗——易切削钢的新型技术与发展方向 54

复习思考题 55

第5章　钢的热处理 57

5.1　概述 58

5.2　钢的热处理原理 59

5.2.1　钢在加热时的组织转变 59

5.2.2　钢在冷却时的组织转变 61

5.3　钢的退火与正火 66

5.3.1　退火 66

5.3.2 正火 68

5.4　钢的淬火与回火 69

5.4.1 淬火 69

5.4.2 回火 73

5.5　钢的表面热处理 75

5.5.1　表面淬火 75

5.5.2　化学热处理 76

5.6　热处理工艺应用 78

5.6.1 热处理的技术条件 78

5.6.2　热处理的工序位置 80

5.6.3　热处理零件的结构工艺性 81

5.7　热处理新技术简介 81

5.7.1 可控气氛热处理 81

5.7.2　形变热处理 81

5.7.3　真空热处理 82

5.7.4　激光热处理和电子束表面淬火 82

本章小结 82

知识窗——气相沉积 82

复习思考题 84

第6章　低合金钢与合金钢 87

6.1　合金元素在钢中的作用 88

6.1.1 合金元素在钢中的存在形式及作用 88

6.1.2　合金元素对钢的热处理和力学性能的影响 89

6.2　低合金钢与合金钢的分类及牌号 91

6.2.1　低合金钢和合金钢的分类 91

6.2.2　低合金钢和合金钢的牌号 92

6.3　低合金钢 93

6.3.1　低合金高强度结构钢 93

6.3.2　低合金耐候钢 94

6.3.3　低合金专业用钢 94

6.4　合金钢 95

6.4.1 工程结构用合金钢 95

6.4.2 常用机械结构用合金钢 96

6.4.3　滚动轴承钢 99

6.4.4　合金工具钢与高速钢 100

6.4.5　不锈钢与耐热钢 105

6.4.6　特殊物理性能钢 108

6.4.7　铸钢 108

本章小结 108

知识窗——功能材料 109

复习思考题 109

第7章　铸铁 111

7.1　概述 111

7.1.1　铸铁的种类 112

7.1.2　铸铁的石墨化及其影响因素 113

7.2　常用铸铁 114

7.2.1　灰铸铁 114

7.2.2　球墨铸铁 118

7.2.3　蠕墨铸铁 119

7.2.4　可锻铸铁 121

本章小结 122

知识窗——合金铸铁 122

复习思考题 124

第8章　非铁合金与粉末冶金材料 126

8.1　铝及铝合金 127

8.1.1 工业纯铝 127

8.1.2　铝合金的分类 127

8.1.3　常用铝合金 128

8.1.4　铝合金的热处理 133

8.2　铜及铜合金 134

8.2.1 纯铜 134

8.2.2　铜合金 135

8.3　滑动轴承合金 139

8.3.1 对滑动轴承合金的性能要求 140

8.3.2　轴承合金的组织 140

8.3.3　常用轴承合金 141

8.4　粉末冶金材料 143

8.4.1　粉末冶金工艺简介 143

8.4.2　粉末冶金的特点与应用 144

8.4.3　典型粉末冶金材料 144

本章小结 149

知识窗——钛及镁 149

复习思考题 150

第9章　常用非金属材料 152

9.1　高分子材料 153

9.1.1　橡胶 153

9.1.2　塑料 159

9.2　陶瓷材料 162

9.2.1 陶瓷的分类 163

9.2.2 陶瓷的组织结构 163

9.2.3 陶瓷的性能特点 164

9.2.4 常用陶瓷 165

9.3　复合材料 168

9.3.1 复合材料的分类 169

9.3.2　复合材料的复合原则 169

9.3.3　复合材料的性能特点 170

9.3.4　常用复合材料 171

本章小结 174

知识窗——先进陶瓷的精密注射成型 174

复习思考题 177

第10章　铸造 179

10.1　概述 180

10.2　金属的铸造性能 181

10.2.1 流动性 181

10.2.2　收缩性 182

10.3　砂型铸造 185

10.3.1　砂型铸造的工艺过程 185

10.3.2　砂型铸造工艺设计 192

10.4　特种铸造 196

10.4.1　金属型铸造 196

10.4.2　压力铸造 197

10.4.3 离心铸造 198

10.4.4　熔模铸造 198

10.5　铸件的结构工艺性 199

10.5.1　铸造工艺对铸件结构的要求 199

10.5.2　合金铸造性能对铸件结构的要求 201

10.6　铸造新技术简介 203

10.6.1 实型铸造 203

10.6.2　磁型铸造 203

10.6.3 负压铸造 203

10.6.4　悬浮铸造 203

10.6.5　半固态铸造 204

10.6.6　低压铸造 204

10.6.7　铸造过程的计算机数值模拟技术 205

本章小结 205

知识窗——中国铸造工艺精品大观 205

复习思考题 207

第11章　锻压 208

11.1　概述 209

11.2　锻压加工基本知识 210

11.2.1 金属的塑性变形 210

11.2.2 回复与再结晶 211

11.2.3 冷变形与热变形 213

11.2.4　锻造流线与锻造比 213

11.2.5　金属的锻造性能 214

11.2.6　坯料的加热 214

11.2.7　锻件的冷却 215

11.3　锻造 216

11.3.1 自由锻造 216

11.3.2　模锻 223

11.3.3　胎模锻 224

11.4　锻件的结构工艺性 225

11.4.1 可锻性对锻件结构的要求 225

11.4.2　锻造工艺对锻件结构的要求 225

11.5　冲压 227

11.5.1 概述 227

11.5.2　冲压的基本工序 227

11.5.3 冲压件的结构工艺性 228

11.6　锻压新技术简介 230

11.6.1　超塑性成形技术 230

11.6.2 高速高能成形技术 231

11.6.3　液态模锻 231

11.6.4　摆动辗压 232

11.6.5　计算机在锻压技术中的应用 232

本章小结 232

知识窗——锻压技术发展简史 233

复习思考题 234

第12章　焊接 236

12.1　概述 237

12.2　焊条电弧焊 239

12.2.1 焊接电弧 240

12.2.2　手弧焊的焊接过程 242

12.2.3 电弧焊的冶金特点 242

12.2.4　电焊条 243

12.3　其他焊接方法 245

12.3.1　埋弧焊 245

12.3.2　气体保护焊 246

12.3.3　电渣焊 247

12.3.4 电阻焊 249

12.3.5　钎焊 251

12.4　焊接结构设计 252

12.4.1　焊接结构的特点 252

12.4.2　焊接结构设计的基本原则 252

12.4.3　焊接结构件材料的选择 253

12.4.4　焊缝的布置 255

12.4.5　焊接方法的选择 256

12.4.6　接头型式选择与设计 259

12.5　焊接应力与焊件变形 261

12.5.1 焊接接头的组织与性能 261

12.5.2　焊接应力与焊件变形 263

本章小结 265

知识窗——焊接新技术简介 265

复习思考题 267

第13章　零件材料与毛坯的选择 269

13.1　机械零件的失效 270

13.1.1 失效 270

13.1.2　失效的形成及原因 271

13.1.3　零件的工作条件和失效分析 273

13.2　零件的选材原则与步骤 273

13.2.1 选择零件材料的一般原则 273

13.2.2　零件材料选择的一般步骤 275

13.3　典型零件的选材 276

13.3.1 齿轮类零件的选材 276

13.3.2　轴类零件的选材 279

13.3.3　冷冲模具的选材 282

13.3.4　箱体类零件的选材 284

13.3.5　常用工具的选材 284

13.4　零件毛坯的选择 285

13.4.1　零件毛坯选择类型 285

13.4.2　零件毛坯选择的原则 287

13.4.3　毛坯选择的主要依据 288

13.5　典型零件毛坯的选择 289

13.5.1 轴杆类零件的毛坯选择 289

13.5.2　轮盘、套筒类零件 289

13.5.3　箱体、支架类零件 291

13.5.4　毛坯选择实例 292

本章小结 293

知识窗——材料与热加工技术的发展 293

复习思考题 295

参考文献 297