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绪论 1

第1章　材料的性能 4

1.1　材料的力学性能 4

1.1.1　静载荷条件下材料的力学性能 4

1.1.2　非静载荷条件下材料的力学性能 9

1.1.3　断裂韧度 12

1.1.4　高低温性能 13

1.2　材料的物理性能 14

1.3　材料的化学性能 16

1.4　材料的工艺性能 16

复习思考题 17

2.1　金属材料的晶体结构 19

2.1.1　晶体结构的基本概念 19

第2章　材料的结构与凝固 19

2.1.2　三种典型的金属晶体结构 21

2.1.3　晶面指数与晶向指数 22

2.1.4　晶体的各向异性 23

2.1.5　实际金属中的晶体结构 24

2.1.6　合金的晶体结构 27

2.2　非金属材料的结构特点 30

2.2.1　陶瓷材料的结构特点 30

2.2.2　高分子材料的结构特点 31

2.3　材料的凝固 33

2.3.1　纯金属的结晶 33

2.3.2　晶粒大小及控制 36

2.3.3　金属铸锭（件）的组织与缺陷 36

2.3.4　同素异构转变 38

2.3.5　非晶体材料的凝固 39

2.4.1　二元合金相图的建立 40

2.4　二元合金相图 40

2.4.2　二元合金的结晶 41

2.5　铁碳合金相图 47

2.5.1　铁碳合金的组元及基本相 47

2.5.2　相图分析 48

2.5.3　铁碳合金的平衡结晶过程及组织 51

2.5.4　含碳量对碳钢平衡组织和性能的影响 56

复习思考题 57

第3章　材料的改性和表面处理技术 59

3.1　金属材料的热处理 59

3.1.1　钢在加热时的组织转变 59

3.1.2　钢在冷却时的组织转变 62

3.1.3　钢的普通热处理 69

3.1.4　钢的表面热处理 76

3.1.5　热处理新技术简介 80

3.2　工程材料的表面处理 81

3.2.1　钢的表面形变强化 81

3.2.2　钢的表面覆层强化 82

3.3　铸铁的改性处理 84

3.3.1　铸铁改性的基本途径 84

3.3.2　铸铁热处理方法 84

3.3.3　铸铁的合金化 85

3.4　高聚物的改性强化简介 86

复习思考题 87

第4章　工程材料 90

4.1　工程材料概述 90

4.1.1　工程材料的分类 90

4.1.2　工程材料的生产过程概述 91

4.2　碳钢 93

4.2.1　钢中常存的杂质元素及其作用 93

4.2.2　碳素结构钢 94

4.3.1　钢中合金元素的作用 99

4.3　合金钢 99

4.3.2　合金结构钢 103

4.3.3　合金工具钢 108

4.3.4　特殊性能钢 113

4.4　铸铁 117

4.4.1　铸铁的石墨化 117

4.4.2　常用铸铁 118

4.5　非铁金属材料 124

4.5.1　铜及其合金 124

4.5.2　铝及铝合金 126

4.5.3　轴承合金 130

4.5.4　粉末冶金材料 131

4.6.1　高聚物的人工合成 133

4.6　高分子材料 133

4.6.2　有机高分子材料的组成及性能特点 135

4.6.3　工程塑料 136

4.6.4　合成橡胶 139

4.6.5　胶粘剂 141

4.7　陶瓷材料 143

4.7.1　陶瓷的分类 144

4.7.2　陶瓷材料的性能特点 144

4.7.3　常用工程陶瓷的种类、性能和用途 145

4.8　复合材料 146

4.8.1　复合强化原理 147

4.8.2　复合材料的种类 148

4.8.3　复合材料的性能特点 148

4.8.4　复合材料的应用 149

4.9.1　高温合金 150

4.9　新型材料及应用 150

4.9.2　形状记忆合金 151

4.9.3　非晶态合金 153

4.9.4　超导材料 154

4.9.5　纳米材料 156

复习思考题 160

第5章　金属的液态成形 162

5.1　铸造工艺基础 162

5.1.1　概述 162

5.1.2　合金的铸造性能 163

5.1.3　铸造内应力、变形和裂纹 169

5.1.4　合金的偏析和吸气性 172

5.1.5　常用合金铸件的生产特点 172

5.2.1　砂型铸造 178

5.2　铸造工艺方法 178

5.2.2　特种铸造 182

5.2.3　铸件成本分析和铸造工艺的合理选用 188

5.3　铸件的工艺设计 189

5.3.1　浇注位置与分型面的选择 189

5.3.2　工艺参数的确定 192

5.3.3　浇注系统、冒口 193

5.3.4　铸造工艺图 194

5.4　铸件的结构工艺性 195

5.4.1　铸件质量对铸件结构的要求 195

5.4.2　铸造工艺对铸件结构的要求 196

5.4.3　铸造方法对铸件结构的要求 198

5.4.4　不同铸造合金对铸件结构的要求 199

5.5　铸件质量分析 201

5.6　铸造新技术简介 204

5.6.1　凝固理论与铸造新技术 204

5.6.2　造型技术的新发展 211

5.6.3　计算机在铸造过程的应用 212

5.6.4　快速成形技术及在铸造中的应用 213

5.6.5　铸造技术的发展趋势 216

复习思考题 218

第6章　金属的塑性成形 220

6.1　金属的塑性成形工艺基础 220

6.1.1　金属塑性成形的基本工艺 221

6.1.2　金属变形过程中的组织与性能变化 222

6.1.3　冷变形与热变形 225

6.1.4　金属的锻造性能 226

6.2　锻压成形工艺方法 228

6.2.1　自由锻造 228

6.2.2　模膛锻造 234

6.2.3　压力机上锻造 245

6.3　板料冲压 247

6.3.1　冲压设备 248

6.3.2　板料冲压基本工序 249

6.3.3　冲模 254

6.3.4　冲压件的结构工艺性 256

6.4　金属的其他塑性成形方法 259

6.4.1　精密模锻 260

6.4.2　精密冲裁 260

6.4.3　挤压成形 261

6.4.4　轧制成形 263

6.4.5　塑性成形新工艺、新技术简介 264

复习思考题 266

7.1　焊接工艺基础 268

7.1.1　概述 268

第7章　材料的连接成形 268

7.1.2　电弧焊的冶金原理 270

7.2　焊接方法及工艺 278

7.2.1　熔化焊 278

7.2.2　电阻焊 292

7.2.3　钎焊 295

7.3　常用金属材料的焊接 296

7.3.1　金属的焊接性能 296

7.3.2　常用金属材料的焊接特点 297

7.4　焊接结构工艺设计 300

7.4.1　焊接结构材料的选择 300

7.4.2　焊接方法的选择 301

7.4.3　焊缝布置 302

7.4.4　接头形式 305

7.4.5　焊接结构工艺设计示例 306

7.5　焊接质量与检验 308

7.5.1　焊接质量分析 308

7.5.2　焊接质量检验过程 309

7.6　胶接成形 310

7.6.1　胶接的特点与应用 310

7.6.2　胶接技术 312

7.7　机械连接 313

7.8　材料连接新技术简介 314

7.8.1　等离子弧焊接与切割 314

7.8.2　真空电子束焊接 315

7.8.3　激光焊接与切割 316

7.8.4　计算机在焊接上的应用 317

7.8.5　焊接机器人和智能化 317

复习思考题 318

8.1　切削加工成形工艺基础 321

8.1.1　零件表面的形成及切削运动 321

第8章　切削加工成形 321

8.1.2　加工表面与切削要素 322

8.1.3　刀具材料及结构 324

8.1.4　金属的切削过程及其基本规律与应用 329

8.2　典型表面加工 336

8.2.1　外圆加工 337

8.2.2　孔的加工 341

8.2.3　平面加工 352

8.2.4　齿轮齿形加工 359

8.2.5　螺纹加工 366

8.3　数控加工与特种加工简介 370

8.3.1　数控机床与数控加工 370

8.3.2　特种加工 375

8.4.2　零件结构的切削加工工艺性 384

8.4.1　零件结构工艺性的基本概念 384

8.4　零件结构工艺性 384

复习思考题 390

第9章　非金属材料成形 392

9.1　工程塑料的成形 392

9.1.1　挤出成形 392

9.1.2　注射成形 393

9.1.3　模压成形 396

9.1.4　浇注成形 397

9.1.5　吹塑成形 397

9.1.6　回转成形 398

9.2　橡胶成形 399

9.2.1　压延成形 399

9.2.2　压出成形 400

9.3　陶瓷成形 400

9.3.2　注浆成形 401

9.3.1　干压成形 401

9.3.3　热压成形 402

9.3.4　注射成形 402

9.4　复合材料成形 402

9.4.1　树脂基复合材料成形 402

9.4.2　金属基复合材料成形 403

9.4.3　陶瓷基复合材料成形 405

9.5　非金属材料成形新技术简介 406

9.5.1　工程塑料反应注射成形 406

9.5.2　陶瓷材料等静压成形技术 407

9.5.3　复合材料成形技术 407

复习思考题 408

第10章　材料及成形方法选用 410

10.1　选材的一般原则 410

10.1.1　零件失效的类型、原因及分析方法 410

10.1.2　材料的选用 411

10.1.3　选材的一般程序 414

10.2　典型零件的选材及改性方法示例 415

10.2.1　齿轮类零件的选材及改性方法 415

10.2.2　轴类零件的选材及改性方法 418

10.3　毛坯成形方法选用原则 420

10.3.1　毛坯的种类 420

10.3.2　毛坯选择的原则 423

10.3.3　选择毛坯的依据 425

10.4　典型机械零件毛坯成形方法选用示例 426

10.4.1　轴杆类零件 426

10.4.2　盘套类零件 428

10.4.3　箱体类零件 428

复习思考题 428

参考文献 430