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绪论 1

第一部分 机械工程材料 2

第1章 金属材料的力学性能 2

1.1 强度和塑性 2

1.1.1 强度 2

1.1.2 塑性 4

1.2 硬度 5

1.2.1 布氏硬度 5

1.2.2 洛氏硬度 6

1.2.3 维氏硬度试验法 7

1.3 冲击韧性 7

1.4 疲劳强度 9

1.5 习题 10

第2章 金属的晶体结构与结晶 11

2.1 金属的晶体结构 11

2.1.1 晶体与非晶体 11

2.1.2 常见金属的晶格类型 12

2.1.3 金属的实际晶体结构 13

2.2 纯金属的结晶 15

2.2.1 冷却曲线和过冷现象 15

2.2.2 金属的结晶过程 16

2.2.3 晶粒大小对金属力学性能的影响 17

2.2.4 细化晶粒的方法 17

2.3 合金的相结构 18

2.3.1 合金的基本概念 18

2.3.2 合金的相结构 19

2.4 二元合金相图 21

2.4.1 二元合金相图的建立 21

2.4.2 二元合金相图的基本类型 22

2.5 习题 27

第3章 铁碳合金相图与非合金钢 28

3.1 铁碳合金的基本组织 28

3.1.1 纯铁的同素异晶转变 28

3.1.2 铁碳合金基本组织 28

3.2 铁碳合金相图 29

3.2.1 相图分析 29

3.2.2 典型铁碳合金的结晶过程及其组织 30

3.2.3 含碳量与铁碳合金组织和性能的关系 34

3.2.4 铁碳合金相图的应用 35

3.3 非合金钢 35

3.3.1 常存杂质对钢性能的影响 36

3.3.2 非合金钢的分类 36

3.3.3 非合金钢的牌号、性能及应用 37

3.4 习题 41

第4章 钢的热处理 43

4.1 钢在加热时的组织转变 43

4.1.1 奥氏体的形成 44

4.1.2 奥氏体晶粒的长大及其控制 44

4.2 钢在冷却时的组织转变 46

4.2.1 过冷奥氏体等温组织转变 46

4.2.2 过冷奥氏体连续冷却时组织转变 50

4.3 钢的退火与正火 53

43.1 钢的退火 53

4.3.2 钢的正火 54

4.4 钢的淬火 55

4.4.1 淬火加热温度 55

4.4.2 淬火冷却介质 56

4.4.3 淬火方法及应用 58

4.4.4 钢的淬透性 58

4.5 钢的回火 60

4.5.1 回火目的 60

4.5.2 淬火钢回火时的组织与性能变化 60

4.5.3 回火种类与应用 61

4.5.4 回火脆性 61

4.6 钢的表面热处理 61

4.6.1 表面淬火 62

4.6.2 钢的化学热处理 63

4.7 热处理新技术简介 65

4.7.1 真空热处理 65

4.7.2 激光热处理 65

4.7.3 电子束表面淬火 65

4.7.4 可控制成分热处理 65

4.7.5 形变热处理 65

4.8 热处理工艺的应用 65

4.8.1 热处理技术条件 65

4.8.2 热处理的工序位置安排 66

4.8.3 热处理零件的结构工艺性 67

4.9 习题 69

第5章 合金钢 71

5.1 合金元素在钢中的作用 71

5.1.1 合金元素对钢基本相的影响 71

5.1.2 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 72

5.1.3 合金元素对钢热处理的影响 72

5.2 低合金钢 73

5.2.1 低合金钢的分类 73

5.2.2 常用低合金钢 74

5.3 机械结构用合金钢 76

5.3.1 合金渗碳钢 76

5.3.2 合金调质钢 77

5.3.3 合金弹簧钢 79

5.3.4 滚动轴承钢 81

5.3.5 超高强度钢 82

5.4 合金工具钢和高速工具钢 82

5.4.1 合金工具钢 82

5.4.2 高速工具钢 85

5.5 特殊性能钢 86

5.5.1 不锈耐蚀钢 87

5.5.2 耐热钢 87

5.5.3 高锰耐磨钢 89

5.6 习题 89

第6章 铸铁 91

6.1 铸铁的石墨化及其影响因素 91

6.1.1 铸铁的石墨化 91

6.1.2 影响石墨化的因素 93

6.2 灰铸铁 94

6.2.1 灰铸铁的成分、组织和性能 94

6.2.2 灰铸铁的牌号及用途 95

6.2.3 灰铸铁的孕育处理 96

6.2.4 灰铸铁的热处理 96

6.3 球墨铸铁 96

6.3.1 球墨铸铁的成分、组织和性能 97

6.3.2 球墨铸铁的牌号和用途 97

6.3.3 球墨铸铁的热处理 98

6.4 可锻铸铁 99

6.4.1 可锻铸铁的生产过程 99

6.4.2 可锻铸铁的成分、组织和性能 99

6.4.3 可锻铸铁的牌号及用途 100

6.5 其他铸铁 100

6.5.1 蠕墨铸铁 100

6.5.2 特殊性能铸铁 101

6.6 习题 102

第7章 有色金属及粉末冶金材料 104

7.1 铝及铝合金 104

7.1.1 工业纯铝 104

7.1.2 铝合金的分类 104

7.1.3 铝合金的热处理 105

7.1.4 变形铝合金 106

7.1.5 铸造铝合金 107

7.2 铜及铜合金 109

7.2.1 工业纯铜 109

7.2.2 黄铜 109

7.2.3 青铜 111

7.3 滑动轴承合金 113

7.3.1 对轴承合金性能的要求 113

7.3.2 轴承合金的组织特征 113

7.3.3 常用的轴承合金 114

7.4 粉末冶金材料 116

7.4.1 粉末冶金工艺简介 116

7.4.2 常用粉末冶金材料 116

7.5 习题 119

第8章 非金属材料及复合材料 120

8.1 高分子化合物的基本知识 120

8.1.1 基本概念 120

8.1.2 高分子材料的分类和命名 120

8.2 高分子材料 121

8.2.1 工程塑料 121

8.2.2 橡胶 122

8.3 陶瓷材料 124

8.3.1 工业陶瓷的性能 124

8.3.2 常用工业陶瓷 125

8.4 复合材料 125

8.4.1 复合材料的分类 126

8.4.2 复合材料的性能 126

8.4.3 复合材料及应用 127

8.5 习题 128

第二部分 加工工艺基础 129

第9章 铸造 129

9.1 合金的铸造性能 129

9.1.1 合金的铸造性能 129

9.1.2 常用铸造合金的性能 130

9.2 砂型铸造工艺 131

9.2.1 浇注位置的选择 131

9.2.2 分型面的确定 133

9.2.3 工艺参数的选择 135

9.2.4 浇注系统 138

9.3 铸件的结构工艺性 138

9.3.1 铸造工艺对铸件结构的要求 138

9.3.2 合金铸造性能对铸件结构的要求 141

9.4 特种铸造简介 143

9.4.1 金属型铸造 143

9.4.2 压力铸造 144

9.4.3 离心铸造 144

9.4.4 熔模铸造 145

9.5 各种铸造方法的比较 146

9.6 习题 147

第10章 锻压生产 149

10.1 金属压力加工基本原理 149

10.1.1 金属的塑性变形 149

10.1.2 冷变形强化（加工硬化） 151

10.1.3 恢复与再结晶 151

10.1.4 热变形对金属组织和性能的影响 152

10.1.5 金属的可锻性 154

10.2 自由锻 155

10.2.1 自由锻的基本工序 155

10.2.2 自由锻工艺规程的制定 159

10.2.3 自由锻锻件的结构工艺性 165

10.3 模锻 166

10.3.1 锤上模锻 166

10.3.2 胎膜锻 172

10.4 板料冲压 174

10.4.1 板料冲压的特点和应用 174

10.4.2 板料冲压的基本工序 174

10.4.3 冲模 177

10.4.4 板料冲压件的结构工艺性 179

10.5 其他锻压方法 180

10.5.1 挤压 180

10.5.2 轧制 182

10.5.3 拉拔 183

10.5.4 精密模锻 183

10.6 锻压新工艺简介 184

10.6.1 高能高速成形 184

10.6.2 液态成形 186

10.7 习题 186

第11章 焊接 189

11.1 概述 189

11.2 熔焊冶金原理 190

11.2.1 熔焊冶金过程 190

11.2.2 焊接接头的组织和性能 191

11.3 常用焊接方法 193

11.3.1 焊条电弧焊 193

11.3.2 埋弧自动焊 196

11.3.3 气体保护电弧焊 198

11.3.4 电渣焊 199

11.3.5 电阻焊 200

11.3.6 钎焊 201

11.4 焊接应力与变形 201

11.5 常用金属材料的焊接 204

11.5.1 金属材料的焊接性 204

11.5.2 非合金钢与低合金高强度结构钢的焊接 205

11.5.3 不锈、耐蚀钢的焊接 206

11.5.4 铸铁的补焊 206

11.5.5 非铁金属及合金的焊接 206

11.6 焊接结构设计 207

11.6.1 焊接结构材料的选择 207

11.6.2 焊缝的布置 208

11.6.3 焊接接头设计 211

11.7 焊接新技术简介 213

11.7.1 等离子弧焊 213

11.7.2 电子束焊 214

11.7.3 激光焊 215

11.7.4 摩擦焊 216

11.8 习题 216

第12章 金属切削加工的基本知识 218

12.1 切削运动与切削要素 218

12.1.1 零件表面的形成 218

12.1.2 切削运动 219

12.1.3 切削要素 219

12.2 金属切削刀具 221

12.2.1 刀具的材料 221

12.2.2 刀具角度 223

12.3 金属切削过程及其物理现象 225

12.3.1 切屑的形成及种类 225

12.3.2 积屑瘤 227

12.3.3 切削力与切削功率 228

12.3.4 切削热和切削温度 231

12.3.5 切削液 231

12.3.6 刀具的磨损与刀具耐用度 232

12.4 生产率和切削加工性的概念 235

12.4.1 生产率 235

12.4.2 材料的切削加工性能 235

12.5 金属切削机床 236

12.5.1 机床的分类 236

12.5.2 机床型号的编制方法 237

12.6 习题 238

第13章 车削加工 240

13.1 车削加工概述 240

13.2 卧式车床 241

13.2.1 卧式车床的组成 241

13.2.2 卧式车床运动分析 242

13.3 工件在车床上的装夹 245

13.3.1 卡盘 246

13.3.2 顶尖 247

13.3.3 心轴 247

13.3.4 中心架和跟刀架 247

13.4 车刀的结构形式 249

13.5 车削加工 250

13.5.1 车外圆 250

13.5.2 车端面 250

13.5.3 车床上孔的加工 251

13.5.4 车断 252

13.5.5 车圆锥面 252

13.5.6 车成形面 253

13.6 其他车床 254

13.6.1 转塔、回轮车床 254

13.6.2 立式车床 255

13.6 习题 256

第14章 钻削与镗削加工 257

14.1 钻削加工 257

14.1.1 钻床 257

14.1.2 钻孔 258

14.1.3 扩孔 259

14.1.4 铰孔 260

14.2 镗削加工 261

14.2.1 镗床 261

14.2.2 镗孔 263

14.3 习题 263

第15章 刨削、插削和拉削加工 265

15.1 刨削与插削加工 265

15.1.1 刨削加工 265

15.1.2 插削加工 268

15.2 拉削加工 268

15.2.1 拉床 269

15.2.2 拉削加工 269

15.3 习题 271

第16章 铣削加工 273

16.1 铣床 273

16.1.1 铣床的主要工作和运动 273

16.1.2 铣床的种类 274

16.1.3 铣床附件 277

16.2 铣削加工 279

16.2.1 铣刀 279

16.2.2 铣削过程 282

16.2.3 铣削方式 284

16.2.4 铣床典型工作 287

16.2.5 铣削加工特点 290

16.3 习题 290

第17章 磨削加工 292

17.1 磨床砂轮 292

17.1.1 磨床 292

17.1.2 砂轮 293

17.2 磨削加工 296

17.2.1 外圆磨削 297

17.2.2 内圆磨削 298

17.2.3 平面磨削 298

17.3 光整加工简介 299

17.3.1 研磨 299

17.3.2 珩磨 300

17.3.3 超精加工 301

17.3.4 抛光 302

17.4 习题 302

第18章 齿形加工与螺纹加工 303

18.1 圆柱齿轮精度简介 303

18.1.1 齿轮传动的精度要求 303

18.1.2 齿轮的精度等级 304

18.1.3 齿轮坯精度 304

18.1.4 齿侧间隙 305

18.1.5 齿轮精度的标注 305

18.2 圆柱齿轮齿形的成形法加工 306

18.2.1 铣齿 306

18.2.2 齿形铣刀 307

18.2.3 铣齿的工艺特点及应用 307

18.2.4 拉齿 308

18.3 圆柱齿轮齿形的展成法加工 308

18.3.1 插齿 308

18.3.2 滚齿 311

18.4 螺纹加工 314

18.4.1 车螺纹 314

18.4.2 铣螺纹 316

18.4.3 攻螺纹与套螺纹 317

18.4.4 磨螺纹 318

18.4.5 滚轧螺纹 319

18.5 习题 320

第19章 机械加工工艺过程基础知识 322

19.1 基本概念 322

19.1.1 生产过程和工艺过程 322

19.1.2 生产纲领与生产类型 323

19.2 机械加工工艺规程的制定 324

19.2.1 机械加工工艺规程 324

19.3 零件结构工艺性 327

19.4 工件的定位、装夹与基准 329

19.4.1 工件的定位 329

19.4.2 工件的装夹 331

19.4.3 基准 332

19.5 表面加工方法的选择 333

19.5.1 常见表面的加工方法 333

19.5.2 典型表面的加工路线 335

19.6 习题 338

第20章 特种加工简介 339

20.1 电火花加工 339

20.1.1 电火花加工原理 339

20.1.2 电火花加工特点和应用 340

20.1.3 电火花线切割 340

20.2 电解加工 341

20.2.1 电解加工原理 341

20.2.2 电解加工特点和应用 341

20.2.3 电解磨削 341

20.3 超声波加工 342

20.3.1 超声波加工原理 342

20.3.2 超深波加工特点与应用 342

20.4 激光加工 343

20.4.1 激光加工的基本原理 343

20.4.2 激光加工的特点及应用 343

20.5 习题 344

参考文献 345