机械制造基础 上 工程材料及热加工工艺基础PDF电子书下载

第1章　材料的种类与性能 1

1．1　材料的种类 2

1．1．1　金属材料 2

1．1．2　高分子材料 3

1．1．3　陶瓷材料 3

1．1．4　复合材料 3

1．2　材料的性能 4

1．2．1　力学性能 4

1．2．2　物理、化学性能 10

1．2．3　工艺性能 11

小结 11

练习与思考 11

第2章　金属的晶体结构与结晶 12

2．1　金属的晶体结构 13

2．1．1　晶体基础 13

2．1．2　常见的金属晶体结构 18

2．2　金属的实际晶体结构 19

2．2．1　多晶体结构和亚结构 19

2．2．2　实际金属晶体缺陷 20

2．3　纯金属的结晶与铸锭 21

2．3．1　纯金属的结晶 21

2．3．2　细化铸态金属晶粒的措施 26

2．3．3　金属的同素异构转变 28

2．3．4　金属的铸锭组织 29

2．3．5　定向凝固和连铸技术以及单晶的制取 30

小结 32

练习与思考 32

第3章　合金的相结构与二元合金相图 33

3．1　合金的相结构 34

3．1．1　基本概念 34

3．1．2　固态合金的相结构 35

3．2　二元合金相图 37

3．2．1　相图的概念 37

3．2．2　匀晶相图 38

3．2．3　共晶相图 40

3．2．4　其他相图 44

3．2．5　二元合金相图的分析步骤 46

3．2．6　相图与性能的关系 47

小结 48

练习与思考 49

第4章　铁碳合金相图与碳钢 50

4．1　铁碳合金相图 51

4．1．1　铁碳合金的基本相及组织 51

4．1．2　铁碳合金相图分析 52

4．1．3　铁碳合金的成分、组织和性能的变化规律 59

4．1．4　铁碳合金相图的应用 61

4．2　碳素钢 62

4．2．1　碳钢中的常存杂质及其对性能的影响 62

4．2．2　碳钢的分类 63

4．2．3　碳钢的牌号、性能及用途 63

小结 68

练习与思考 69

第5章　金属的塑性变形与再结晶 70

5．1　金属的塑性变形 71

5．1．1　金属单晶体的塑性变形 71

5．1．2　金属多晶体的塑性变形 73

5．1．3　塑性变形对合金组织和性能的影响 73

5．2　变形金属在加热时组织和性能的变化 75

5．3　金属的强化机制 76

5．3．1　固溶强化 76

5．3．2　第二相强化 78

5．3．3　细晶强化 81

5．3．4　形变强化 82

小结 83

练习与思考 84

第6章　钢的热处理 85

6．1　钢的热处理原理 86

6．1．1　钢在加热时的转变 87

6．1．2　钢在冷却时的转变 89

6．2　钢的普通热处理 98

6．2．1　钢的退火和正火 98

6．2．2　钢的淬火 101

6．2．3　钢的回火 106

6．3　钢的表面热处理 108

6．3．1　钢的表面淬火 108

6．3．2　化学热处理 110

6．4　钢的其他热处理 113

6．4．1　真空热处理 113

6．4．2　形变热处理 114

6．4．3　热喷涂 114

6．4．4　气相沉积 115

6．5　热处理的结构工艺性 116

6．5．1　尽量避免尖角、棱角、减少台阶 116

6．5．2　零件外形应尽量简单，避免厚薄悬殊的截面 116

6．5．3　尽量采用对称结构 116

6．5．4　尽量采用封闭结构 117

6．5．5　尽量采用组合结构 117

6．5．6　便于加热冷却时装夹、吊挂 117

小结 117

练习与思考 118

第7章　合金钢 121

7．1　合金元素在钢中的作用 122

7．1．1　合金元素对钢中基本相的影响 122

7．1．2　合金元素对铁碳相图的影响 123

7．1．3　合金元素对钢热处理的影响 123

7．2　合金钢分类和牌号 125

7．2．1　合金钢的分类 126

7．2．2　合金钢的编号 126

7．3　合金结构钢 127

7．3．1　低合金结构钢 127

7．3．2　合金渗碳钢 128

7．3．3　合金调质钢 132

7．3．4　合金弹簧钢 135

7．3．5　滚动轴承钢 138

7．4　合金工具钢 140

7．4．1　合金刃具钢 140

7．4．2　合金模具钢 145

7．4．3　合金量具钢 147

7．5　特殊性能钢 149

7．5．1　不锈钢 149

7．5．2　耐热钢 153

7．5．3　耐磨钢 155

小结 157

练习与思考 157

第8章　铸铁 159

8．1　铸铁的石墨化及分类 160

8．1．1　铸铁的石墨化 160

8．1．2　铸铁的分类 162

8．2　常用铸铁 162

8．2．1　普通灰铸铁 162

8．2．2　球墨铸铁 165

8．2．3　可锻铸铁 167

8．2．4　蠕墨铸铁 169

8．3　合金铸铁 170

8．3．1　耐磨铸铁 170

8．3．2　耐热铸铁 170

8．3．3　耐蚀铸铁 171

小结 172

练习与思考 172

第9章　有色金属及合金 174

9．1　铝及铝合金 175

9．1．1　工业纯铝 175

9．1．2　铝合金 175

9．1．3　常用铝合金 176

9．2　铜及铜合金 179

9．2．1　工业纯铜 179

9．2．2　黄铜 180

9．2．3　青铜 182

9．3　滑动轴承合金 184

9．3．1　轴承合金的性能要求和组织特征 184

9．3．2　轴承合金的分类及牌号 185

小结 186

练习与思考 187

第10章　其他工程材料 188

10．1　塑料 189

10．1．1　塑料的组成 189

10．1．2　塑料的分类 189

10．1．3　塑料的成形方法 190

10．1．4　塑料的性能 190

10．1．5　常用工程塑料 190

10．2　橡胶 193

10．2．1　橡胶的组成 193

10．2．2　橡胶的种类 193

10．3　陶瓷 195

10．3．1　陶瓷材料制作工艺 195

10．3．2　陶瓷材料的显微结构及性能 196

10．3．3　常用工业陶瓷及其应用 197

10．4　复合材料 199

10．4．1　复合材料的分类 199

10．4．2　复合材料的性能特点 199

10．4．3　复合材料简介 200

10．5　新型工程材料简介 202

10．5．1　纳米材料 202

10．5．2　超导材料 203

10．5．3　储氢材料 204

10．5．4　超硬材料 204

10．5．5　光纤材料 205

10．5．6　隐身材料 205

10．5．7　压电材料 206

10．5．8　非晶合金 207

10．5．9　形状记忆合金 207

小结 208

练习与思考 208

第11章　机械零件的失效分析与选材 210

11．1　机械零件的失效分析 211

11．1．1　零件的失效形式 211

11．1．2　零件失效的原因 213

11．1．3　失效分析的步骤、方法 213

11．2　选材的一般原则 214

11．2．1　失效形式分析 214

11．2．2　材料的工艺性能原则 215

11．2．3　材料的经济性原则 215

11．3　典型零件的选材与工艺 216

11．3．1　提高疲劳强度与耐磨性的选材与工艺 216

11．3．2　齿轮类与轴类零件的选材与工艺 217

小结 221

练习与思考 222

第12章　铸造 223

12．1　铸造工艺基础 224

12．1．1　合金的流动性及充型能力 224

12．1．2　铸件的凝固方式 226

12．1．3　铸造合金的收缩 227

12．1．4　铸造应力 230

12．1．5　铸件的变形 231

12．1．6　铸件的裂纹 232

12．1．7　铸件的常见缺陷 232

12．2　砂型铸造 234

12．2．1　造型材料 234

12．2．2　砂型铸造造型方法 235

12．2．3　铸造工艺设计 238

12．3　特种铸造 243

12．3．1　熔模铸造（失蜡铸造） 244

12．3．2　金属型铸造 245

12．3．3　压力铸造 247

12．3．4　低压铸造 248

12．3．5　离心铸造 248

12．4　铸件结构设计 249

12．4．1　铸造工艺对铸件结构设计的要求 249

12．4．2　合金铸造性能对铸件结构设计的要求 252

12．4．3　不同铸造方法对铸件结构的要求 255

12．5　铸造新技术与发展趋势 257

12．5．1　造型技术的发展 257

12．5．2　快速原型制造技术 258

12．5．3　计算机在铸造中的应用 258

小结 259

练习与思考 259

第13章　锻压 262

13．1　锻压加工工艺基础 264

13．1．1　金属的热加工和冷加工 264

13．1．2　金属的锻造性能 265

13．1．3　锻造比及流线组织 267

13．1．4　金属的塑性变形规律 268

13．2　常用锻造方法 269

13．2．1　自由锻 269

13．2．2　模锻 272

13．3　板料冲压 281

13．3．1　板料冲压特点及应用 281

13．3．2　冲裁 281

13．3．3　拉伸 283

13．3．4　弯曲 285

13．3．5　成形 286

13．3．6　板料冲压件的结构工艺性 287

13．4　现代塑性加工与发展趋势 289

13．4．1　精密模锻 289

13．4．2　挤压 290

13．4．3　轧制成形 291

13．4．4　超塑性变形 292

13．4．5　塑性加工发展趋势 293

小结 294

练习与思考 295

第14章　焊接 297

14．1　焊接工程理论基础 298

14．1．1　熔焊冶金过程 298

14．1．2　焊接接头组织和性能 299

14．1．3　焊接应力与变形 301

14．2　常用焊接方法 304

14．2．1　手工电弧焊 304

14．2．2　埋弧自动焊 307

14．2．3　气体保护焊 309

14．2．4　压焊与钎焊 311

14．3　常用金属材料的焊接 315

14．3．1　金属材料的焊接性 315

14．3．2　碳钢及低合金结构钢的焊接 317

14．3．3　不锈钢的焊接 318

14．3．4　铸铁的焊补 318

14．3．5　非铁金属的焊接 319

14．4　焊接结构工艺性 320

14．4．1　焊接结构的材料选择 320

14．4．2　焊接方法的选择 321

14．4．3　焊接接头的工艺设计 321

14．5　现代焊接技术与发展趋势 324

14．5．1　等离子弧焊接与切割 325

14．5．2　电子束焊接 326

14．5．3　激光焊接 327

14．5．4　扩散焊接 328

14．5．5　焊接技术的发展趋势 328

小结 329

练习与思考 329

第15章　毛坯的选择 331

15．1　毛坯的选择原则 332

15．1．1　毛坯的种类及成形方法的比较 332

15．1．2　毛坯的选择原则 334

15．2　零件的结构分析及毛坯选择 335

15．2．1　轴杆类零件 335

15．2．2　盘套类零件 336

15．2．3　机架、壳体类零件 337

15．3　毛坯选择实例 338

小结 340

练习与思考 340

参考文献 341