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第1章 金属的力学性能 1

1.1强度与塑性 2

1.1.1拉伸试验及拉伸曲线 2

1.1.2常用强度判据 3

1.1.3塑性判据 4

1.2硬度 5

1.2.1布氏硬度 5

1.2.2洛氏硬度 6

1.3韧性与疲劳 7

1.3.1韧性 7

1.3.2疲劳 9

思考题 10

第2章 金属的晶体结构与结晶 11

2.1金属的晶体结构 12

2.1.1晶体结构的基本知识 12

2.1.23种典型的金属晶体结构 13

2.2金属的实际晶体结构 14

2.3纯金属的结晶 15

2.3.1结晶的基本概念 15

2.3.2结晶时晶核的形成和长大过程 16

2.3.3金属结晶后的晶粒大小 16

2.4合金的结晶 16

2.4.1概述 16

2.4.2合金的相结构 17

2.4.3合金的组织 18

2.4.4二元合金相图 19

思考题 21

第3章 金属的塑性变形与再结晶 22

3.1金属的塑性变形 23

3.1.1单晶体的塑性变形 23

3.1.2多晶体的塑性变形 25

3.1.3塑性变形后金属的组织与性能 25

3.2变形金属加热后的再结晶 27

3.2.1回复 27

3.2.2再结晶 27

3.2.3再结晶后的晶粒长大 28

3.3金属的热变形加工 28

3.3.1热变形加工与冷变形加工的区别 29

3.3.2金属热变形加工时组织和性能的变化 29

思考题 30

第4章 铁碳合金 31

4.1铁碳合金的组元与基本相 32

4.1.1纯铁的同素异构转变 32

4.1.2铁碳合金的基本相及其性能 33

4.2Fe-Fe3C相图 33

4.3典型合金的结晶过程分析 35

4.3.1共析钢的结晶过程分析 36

4.3.2亚共析钢的结晶过程分析 36

4.3.3过共析钢的结晶过程分析 37

4.3.4共晶白口铁的结晶过程分析 38

4.3.5亚共晶白口铁的结晶过程分析 38

4.3.6过共晶白口铁的结晶过程分析 39

4.4含碳量与铁碳合金组织及性能的关系 40

4.4.1铁碳合金含碳量与组织的关系 40

4.4.2铁碳合金含碳量与力学性能的关系 40

4.5铁碳相图的应用 41

4.5.1在选材方面的应用 41

4.5.2在铸造方面的应用 41

4.5.3在压力加工方面的应用 42

4.5.4在焊接方面的应用 42

4.5.5在热处理方面的应用 42

思考题 42

第5章 钢的热处理 43

5.1钢在加热时的组织转变 44

5.1.1奥氏体的形成过程 45

5.1.2奥氏体晶粒的长大及其影响因素 45

5.2钢在冷却时的转变 46

5.2.1过冷奥氏体的等温转变 46

5.2.2过冷奥氏体的连续冷却转变 48

5.2.3连续冷却转变图与等温冷却转变图的对比分析 49

5.3钢的常用热处理方法 49

5.3.1钢的退火 49

5.3.2钢的正火 50

5.3.3钢的淬火 51

5.3.4钢的回火 53

5.3.5钢的表面热处理 53

5.4热处理新工艺简介 55

5.4.1可控气氛热处理 55

5.4.2真空热处理 55

5.4.3形变热处理 55

5.4.4化学热处理 55

5.4.5激光热处理和电子束表面淬火 56

5.5热处理工艺的编制 56

5.5.1热处理技术条件的确定 57

5.5.2热处理工序位置的确定 57

5.5.3热处理零件结构的工艺性 58

思考题 59

第6章 工业用钢 60

6.1钢的分类和牌号 61

6.1.1钢的分类 61

6.1.2我国工业用钢牌号的表示方法 62

6.2杂质元素和合金元素在钢中的作用 64

6.2.1主要常存元素在非合金钢中的作用 64

6.2.2合金元素对钢基本相的影响 64

6.2.3合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 65

6.2.4合金元素对钢热处理的影响 66

6.3非合金钢（碳钢） 68

6.3.1碳素结构钢 68

6.3.2优质碳素结构钢 69

6.3.3碳素工具钢 71

6.3.4易切削结构钢 72

6.3.5工程用铸钢 73

6.4低合金钢 73

6.4.1低合金高强度结构钢 73

6.4.2低合金耐候钢 75

6.4.3低合金专业用钢 75

6.5机械结构用合金钢 76

6.5.1合金渗碳钢 76

6.5.2合金调质钢、非调质钢和低碳马氏体钢 76

6.5.3合金弹簧钢 80

6.5.4滚动轴承钢 82

6.5.5超高强度钢 82

6.6合金工具钢和高速工具钢 83

6.6.1合金工具钢 83

6.6.2高速工具钢 86

6.7特殊性能钢 87

6.7.1不锈钢 87

6.7.2耐热钢 89

6.7.3耐磨钢 89

思考题 90

第7章 铸铁 92

7.1概述 93

7.2铸铁的石墨化 94

7.2.1铁碳合金双重相图 94

7.2.2石墨化过程 94

7.2.3影响石墨化的因素 95

7.3一般工程应用铸铁 95

7.3.1灰铸铁 95

7.3.2球墨铸铁 97

7.3.3可锻铸铁 99

7.3.4蠕墨铸铁 100

7.4特殊性能铸铁 100

7.4.1耐磨铸铁 100

7.4.2耐热铸铁 101

7.4.3耐蚀铸铁 101

思考题 101

第8章 非铁金属材料 102

8.1铝及其合金 103

8.1.1纯铝 103

8.1.2铝合金的分类 104

8.1.3铝合金的强化途径 104

8.1.4形变铝合金 105

8.1.5铸造铝合金 107

8.2铜及其合金 109

8.2.1纯铜 109

8.2.2黄铜 109

8.2.3青铜 111

8.3滑动轴承合金 113

8.3.1滑动轴承的工作条件及对轴承合金的性能要求 113

8.3.2常用的轴承合金 113

8.4硬质合金与粉末冶金 115

8.4.1粉末冶金工艺简介 115

8.4.2粉末冶金的应用 115

8.4.3硬质合金 116

思考题 116

第9章 非金属材料与复合材料 117

9.1高分子材料基础知识 118

9.1.1高聚物分子的组成 118

9.1.2高聚物的人工合成 119

9.1.3高聚物分子的形态 120

9.1.4高聚物链的柔顺性 120

9.1.5高聚物分子间的结合状态 121

9.1.6高聚物的力学状态 121

9.1.7有机高分子材料的组成及性能特点 122

9.2工程塑料 124

9.2.1塑料的组成 124

9.2.2塑料的分类 124

9.2.3常用工程塑料的性能和用途 125

9.2.4塑料制品的成型方法 127

9.3合成橡胶 129

9.3.1橡胶的特点与应用 129

9.3.2橡胶的组成 129

9.3.3常用橡胶 130

9.4陶瓷材料 130

9.4.1陶瓷的分类 130

9.4.2陶瓷材料的制作工艺及组织结构 131

9.4.3陶瓷材料的性能特点 132

9.4.4常用工程结构陶瓷的种类、性能和用途 132

9.5复合材料 134

9.5.1复合强化原理 134

9.5.2复合结构材料的种类 135

9.5.3复合材料的性能特点 135

思考题 136

第10章 铸造 137

10.1铸造工艺基础 138

10.1.1合金的铸造性能 138

10.1.2铸造缺陷分析与铸件质量控制 142

10.2铸造工艺 148

10.2.1浇注位置与分型面的选择 148

10.2.2工艺参数的选择 151

10.3铸件的结构工艺性 153

10.3.1铸件质量对铸件结构的要求 154

10.3.2铸造工艺对零件结构的要求 156

10.3.3不同铸造合金对铸件结构的要求 158

10.4特种铸造简介 159

10.4.1熔模铸造 159

10.4.2金属型铸造 160

10.4.3压力铸造 162

10.4.4低压铸造 163

10.4.5离心铸造 164

10.4.6各种铸造方法比较 164

思考题 165

第11章 锻压 168

11.1概述 169

11.1.1锻压的基本生产方式 169

11.1.2金属的可锻性 169

11.1.3锻造比 170

11.2自由锻 171

11.3模锻 174

11.3.1锤上模锻 174

11.3.2胎模锻 176

11.3.3压力机上的模锻 177

11.4板料冲压 178

11.4.1冲压模具 178

11.4.2板料冲压的基本工序 178

11.4.3板料冲压件的结构工艺性 180

11.5锻压新工艺简介 181

11.5.1高速高能成型 181

11.5.2精密模锻 181

11.5.3液态成型 181

11.5.4超塑性成型 182

思考题 182

第12章 焊接 183

12.1概述 184

12.2熔焊冶金原理 185

12.2.1熔焊的冶金过程 185

12.2.2焊接接头的组织和性能 185

12.3常用焊接方法 187

12.3.1埋弧自动焊 187

12.3.2气体保护焊 188

12.3.3电渣焊 189

12.3.4电阻焊 190

12.3.5钎焊 191

12.3.6常用焊接方法的比较和选用 191

12.4焊接应力与变形及其预防措施 191

12.4.1焊接变形的基本形式 191

12.4.2预防焊接变形的工艺措施 192

12.4.3焊接变形的矫正 193

12.5常用金属材料的焊接 194

12.5.1金属材料的焊接性 194

12.5.2碳素结构钢和低合金高强度结构钢的焊接 194

12.5.3不锈钢的焊接 195

12.5.4铸铁的焊补 195

12.5.5非铁金属的焊接 196

12.6焊接结构工艺性 196

12.6.1焊接结构材料的选择 196

12.6.2焊缝布置 197

12.6.3焊接接头设计 198

12.7焊接质量检验 200

12.7.1焊接检验过程 200

12.7.2焊接检验方法 200

12.8焊接新技术简介 201

12.8.1等离子弧焊接与切割 201

12.8.2真空电子束焊接 202

12.8.3激光焊接与切割 202

12.8.4扩散焊接 203

12.8.5摩擦焊 203

思考题 203

第13章 胶接 205

13.1胶接的基本原理 206

13.2胶黏剂的组成与分类 206

13.3胶黏过程 207

13.4接头设计 208

思考题 210

第14章 金属切削加工的基础知识 211

14.1切削运动及切削要素 212

14.1.1切削运动 212

14.1.2工件上的加工表面 212

14.1.3切削要素 212

14.2刀具材料及刀具几何形状 214

14.2.1刀具材料 214

14.2.2刀具角度 218

14.3金属的切削过程 220

14.3.1切屑形成过程及切屑种类 220

14.3.2积屑瘤 221

14.3.3切削力和切削功率 221

14.3.4切削热和切削温度 222

14.3.5刀具磨损和刀具耐用度 223

14.4切削加工技术经济分析 224

14.4.1零件加工质量 224

14.4.2切削加工的生产率和经济性 226

14.4.3工件材料的切削加工性 227

14.5金属切削机床的基础知识 228

14.5.1金属切削机床的分类及型号 228

14.5.2自动机床和数控机床简介 230

14.6切削加工新技术简介 233

14.6.1高速切削加工技术 233

14.6.2干切削加工技术 234

14.6.3硬切削加工技术 234

14.6.4精密和超精密切削加工技术 234

14.6.5虚拟切削技术 234

思考题 235

第15章 各种表面的加工方法 237

15.1外圆表面加工 238

15.1.1外圆表面的车削加工 238

15.1.2外圆表面的磨削加工 240

15.1.3外圆表面加工方案 245

15.2内圆表面加工 245

15.2.1钻孔 245

15.2.2扩孔 247

15.2.3铰孔 247

15.2.4镗孔 248

15.2.5孔的拉削加工 248

15.2.6孔的加工方案制定 249

15.3平面加工 249

15.3.1刨削加工平面 250

15.3.2铣削加工平面 250

15.3.3磨削加工平面 252

15.3.4平面加工方案制定 252

15.4螺纹加工 252

15.4.1车削螺纹 253

15.4.2铣削螺纹 253

15.4.3搓制螺纹 254

15.4.4磨削螺纹 254

15.5齿轮齿形加工 254

15.5.1成型法加工 254

15.5.2展成法加工 255

15.5.3齿形加工工艺方案分析 258

15.6光整加工 258

15.6.1超精加工 259

15.6.2镜面磨削 259

15.6.3研磨 259

15.6.4珩磨 260

15.7特种加工 261

15.7.1电火花加工 261

15.7.2线切割加工 262

15.7.3电解加工 262

15.7.4激光加工 263

15.7.5超声波加工 263

15.8零件的结构工艺性 264

15.8.1切削加工对零件结构工艺性的要求 264

15.8.2机械加工零件结构工艺性实例 264

思考题 266

参考文献 267