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第0章 绪论 1

0.1 材料及其成型工艺的发展 1

0.2 工程材料的分类 3

0.3 材料成型工艺分类 4

0.4 本课程教学目的与要求 4

第1章 材料的结构与性能 6

1.1 金属材料的结构、组织与性能 6

1.1.1 纯金属的晶体结构 6

1.1.2 合金的晶体结构 11

1.1.3 金属材料的组织 13

1.1.4 金属材料的主要性能 15

1.2 高分子材料的结构与性能 20

1.2.1 高分子材料的结构 20

1.2.2 高分子材料的性能 22

1.3 陶瓷材料的结构与性能 24

1.3.1 陶瓷材料的结构 24

1.3.2 陶瓷材料的性能 25

1.4 复合材料的结构与性能 26

1.4.1 复合材料的结构 26

1.4.2 复合材料的性能 27

思考题 28

第2章 金属材料的结晶与组织 29

2.1 金属的结晶 29

2.1.1 纯金属的结晶 29

2.1.2 金属的晶体结构与同素异构转变 31

2.1.3 铸锭的结构 32

2.1.4 铸态金属晶粒的细化 32

2.2 合金的结晶 34

2.2.1 合金的结晶过程 34

2.2.2 合金性能与相图的关系 37

2.2.3 铁碳合金的结晶 38

思考题 47

第3章 钢的热处理 49

3.1 钢在加热时的组织转变 49

3.1.1 奥氏体的形成 50

3.1.2 奥氏体晶粒长大及其影响因素 51

3.2 钢在冷却时的组织转变 52

3.2.1 过冷奥氏体的等温转变 53

3.2.2 过冷奥氏体的连续冷却转变 57

3.3 钢的热处理工艺 58

3.3.1 退火 58

3.3.2 正火 60

3.3.3 淬火 61

3.3.4 回火 63

3.3.5 表面淬火 65

3.3.6 化学热处理 66

思考题 69

第4章 表面技术 70

4.1 电刷镀 70

4.1.1 电刷镀的原理与特点 71

4.1.2 电刷镀工艺及应用 71

4.2 热喷涂技术 72

4.2.1 热喷涂技术的原理与特点 72

4.2.2 热喷涂工艺及应用 74

4.3 气相沉积技术 75

4.3.1 物理气相沉积 75

4.3.2 化学气相沉积 78

4.4 激光表面改性 80

4.5 化学镀 82

4.5.1 化学镀镍的原理与特点 82

4.5.2 化学镀镍工艺及应用 83

思考题 84

第5章 金属材料及应用 85

5.1 碳钢 85

5.1.1 碳钢的成分与分类 85

5.1.2 碳钢的牌号与用途 86

5.2 合金钢 90

5.2.1 合金钢的分类与编号 90

5.2.2 合金结构钢及应用 91

5.2.3 合金工具钢及应用 103

5.2.4 特殊性能钢及应用 112

5.3 铸钢与铸铁 118

5.3.1 铸钢及应用 118

5.3.2 铸铁及应用 120

5.4 有色金属及合金 130

5.4.1 铝、铝合金及应用 130

5.4.2 铜、铜合金及应用 136

5.4.3 镁、镁合金及应用 141

5.4.4 钛、钛合金及应用 144

5.4.5 滑动轴承合金及应用 145

思考题 148

第6章 高分子材料及应用 151

6.1 概述 151

6.1.1 高分子材料的分类 151

6.1.2 塑料的组成与分类 152

6.2 常用工程塑料及应用 153

6.2.1 热塑性塑料 153

6.2.2 热固性塑料 156

思考题 156

第7章 陶瓷材料及应用 157

7.1 概述 157

7.1.1 陶瓷材料及分类 157

7.1.2 结构陶瓷材料及分类 157

7.2 常用结构陶瓷材料及应用 158

7.2.1 氧化物结构陶瓷材料 158

7.2.2 非氧化物结构陶瓷材料 159

思考题 163

第8章 复合材料及应用 164

8.1 概述 164

8.1.1 复合材料的分类 164

8.1.2 复合材料的特点 165

8.2 非金属基复合材料 165

8.2.1 聚合物基复合材料及应用 165

8.2.2 陶瓷基复合材料及应用 166

8.2.3 碳基复合材料及应用 168

8.3 金属基复合材料 168

8.3.1 金属陶瓷 168

8.3.2 铝基复合材料 169

8.3.3 镁基复合材料 170

8.3.4 钛基复合材料 170

思考题 170

第9章 铸造成型 171

9.1 铸造工艺基础 171

9.1.1 液态合金的充型 172

9.1.2 液态合金的凝固与收缩 174

9.1.3 铸造内应力、变形、裂纹和气孔 177

9.2 铸造方法及应用 180

9.2.1 砂型铸造 180

9.2.2 特种铸造 185

9.2.3 常见铸造方法的比较及选择 195

9.3 砂型铸造工艺设计 197

9.3.1 浇铸位置与分型面的选择 197

9.3.2 铸造工艺参数的选择 200

9.4 铸造结构设计 202

9.4.1 砂型铸造工艺对铸件结构的要求 202

9.4.2 合金铸造性能对铸件结构的要求 205

9.5 常用合金铸件的生产特点 209

9.5.1 铸铁件的生产 209

9.5.2 铸钢件的生产 212

9.5.3 有色合金铸件的生产 213

思考题 214

第10章 塑性成型 217

10.1 金属的塑性变形 218

10.1.1 金属塑性变形机理 218

10.1.2 塑性变形后金属的组织和性能 220

10.1.3 金属的可锻性 222

10.2 锻造 224

10.2.1 自由锻造 225

10.2.2 模型锻造 229

10.2.3 胎模锻造 235

10.3 板料冲压 236

10.3.1 分离工序 238

10.3.2 成型工序 242

10.3.3 冲压件结构工艺性分析 251

思考题 254

第11章 焊接成型 255

11.1 电弧焊 256

11.1.1 电弧焊的工艺基础 256

11.1.2 焊条电弧焊 262

11.1.3 埋弧焊 263

11.1.4 气体保护焊 265

11.2 其他常用焊接方法 266

11.2.1 熔焊 266

11.2.2 压焊 272

11.2.3 钎焊 275

11.3 常用金属材料的焊接 276

11.3.1 金属材料的可焊性 276

11.3.2 碳钢的焊接 277

11.3.3 合金结构钢的焊接 278

11.3.4 不锈钢的焊接 279

11.3.5 有色金属的焊接 280

11.3.6 铸铁的焊补 282

11.4 焊件结构设计 283

11.4.1 焊接结构件材料的选择 283

11.4.2 焊接方法的选择 283

11.4.3 焊缝的布置 285

11.4.4 焊接接头的设计 287

思考题 289

第12章 工程塑料成型 290

12.1 工程塑料成型方法 290

12.1.1 塑料注射成型 290

12.1.2 塑料挤出成型 291

12.1.3 塑料压缩成型 292

12.1.4 其他成型方法 293

12.2 工程塑料的结构工艺性 295

12.2.1 塑件几何形状的设计 295

12.2.2 金属嵌件的设计 297

思考题 298

第13章 陶瓷材料成型 299

13.1 粉体制备技术 299

13.2 陶瓷制品的成型 300

13.2.1 塑性成型 300

13.2.2 注浆成型 302

13.2.3 压制成型 303

13.2.4 浆料原位固化成型 304

13.3 陶瓷制品的烧结 305

思考题 306

第14章 复合材料成型 307

14.1 复合材料成型工艺特点 307

14.2 复合材料成型工艺 307

14.2.1 金属基复合材料成型工艺 307

14.2.2 聚合物基复合材料成型工艺 310

14.2.3 陶瓷基复合材料成型工艺 313

思考题 315

第15章 增材制造技术 316

15.1 增材制造原理与技术 316

15.1.1 增材制造原理 316

15.1.2 增材制造技术 317

15.2 金属增材制造 320

15.2.1 金属增材制造的主要方法 321

15.2.2 金属材料增材制造件的结构工艺性 325

思考题 327

第16章 机械零件材料与成型方法的选择 328

16.1 机械零件材料与成型方法的选择原则 328

16.1.1 机械零件材料的选择原则 328

16.1.2 机械零件成型方法的选择原则 330

16.2 典型机械零件材料与成型方法的选择 333

16.2.1 齿轮类零件 333

16.2.2 轴类零件 335

16.2.3 机架、箱体类零件 337

16.2.4 工程塑料零件 338

思考题 339

参考文献 340