第1章 金属材料的力学性能 1
1.1 强度和塑性 1
1.1.1 强度 1
1.1.2 塑性 3
1.2 硬度 4
1.2.1 布氏硬度 5
1.2.2 洛氏硬度 6
1.2.3 维氏硬度和显微硬度 7
1.3 冲击韧性 8
1.4 疲劳强度 8
复习与思考题 9
第2章 金属的晶体结构与结晶 10
2.1 金属的晶体结构 10
2.1.1 晶体的基本概念 10
2.1.2 固态金属的特性 11
2.1.3 常见金属的晶体结构 11
2.2 金属的实际晶体结构 11
2.2.1 单晶体与多晶体的概念 11
2.2.2 晶体中的缺陷 12
2.3 纯金属的结晶 13
2.3.1 纯金属的冷却曲线和冷却现象 13
2.3.2 金属的结晶过程 14
复习与思考题 15
第3章 铁碳合金相图 16
3.1 纯铁及铁碳合金的基本组织 16
3.1.1 纯铁 16
3.1.2 合金的基本概念和合金的相结构 17
3.1.3 铁碳合金基本组织 18
3.2 铁碳合金相图分析 19
3.3 典型铁碳合金的结晶过程及其组织 20
3.4 碳的质量分数对铁碳合金组织、性能的影响和铁碳合金相图的应用 22
3.4.1 碳的质量分数对铁碳合金组织的影响 22
3.4.2 碳的质量分数对力学性能的影响 23
3.4.3 碳的质量分数对工艺性能的影响 23
3.4.4 铁碳合金相图的应用 24
复习与思考题 25
第4章 钢的热处理 26
4.1 钢在加热时的组织转变 26
4.1.1 奥氏体的形成 27
4.1.2 奥氏体晶粒的长大及影响因素 27
4.2 钢在非平衡冷却时的组织转变 28
4.2.1 过冷奥氏体的等温转变 29
4.2.2 过冷奥氏体的连续冷却转变 30
4.2.3 马氏体转变 32
4.3 钢的退火与正火 32
4.3.1 钢的退火 32
4.3.2 钢的正火 33
4.4 钢的淬火 34
4.4.1 钢的淬火工艺 34
4.4.2 淬火方法 35
4.4.3 钢的淬透性 36
4.5 钢的回火 36
4.5.1 回火的目的 36
4.5.2 淬火钢在回火时组织的转变 37
4.5.3 回火种类与应用 37
4.6 钢的表面淬火 38
4.6.1 感应加热表面淬火 38
4.6.2 火焰加热表面淬火 39
4.7 钢的化学热处理 39
4.7.1 钢的渗碳 39
4.7.2 钢的氮化 40
4.7.3 钢的碳氮共渗与氮碳共渗 41
4.8 热处理技术条件的标注和工艺位置安排 41
4.8.1 热处理技术条件的标注 41
4.8.2 热处理工艺位置的安排 41
复习与思考题 43
第5章 碳素钢与合金钢 44
5.1 钢的分类与编号 44
5.1.1 钢的分类 44
5.1.2 钢的编号 44
5.2 钢中常存杂质元素的影响 46
5.3 合金元素在钢中的作用 46
5.3.1 合金元素在钢中的存在形式 47
5.3.2 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 47
5.3.3 合金元素对钢的热处理的影响 48
5.4 结构钢 48
5.4.1 工程结构用结构钢 49
5.4.2 机器零件用结构钢 50
5.5 工具钢 57
5.5.1 刃具钢 57
5.5.2 模具钢 60
5.5.3 量具钢 62
5.6 特殊性能钢 62
5.6.1 不锈钢 63
5.6.2 耐热钢 65
5.6.3 耐磨钢 66
复习与思考题 67
第6章 铸铁 68
6.1 灰铸铁 68
6.1.1 灰铸铁的成分、组织和性能 68
6.1.2 灰铸铁的孕育处理 69
6.1.3 灰铸铁的牌号和应用 69
6.2 球墨铸铁 70
6.2.1 球墨铸铁的成分、组织和性能 70
6.2.2 球墨铸铁的牌号和应用 71
6.3 可锻铸铁 71
6.3.1 可锻铸铁的成分与组织 71
6.3.2 可锻铸铁的牌号、性能和应用 72
6.4 蠕墨铸铁 72
复习与思考题 73
第7章 非铁金属材料 74
7.1 铝及铝合金 74
7.1.1 工业纯铝 74
7.1.2 铝合金 74
7.2 铜及铜合金 77
7.2.1 工业纯铜 77
7.2.2 铜合金 77
7.3 钛及其合金 78
7.3.1 纯钛 79
7.3.2 钛合金 79
复习与思考题 80
第8章 铸造 81
8.1 概述 81
8.2 合金的铸造性 81
8.2.1 合金的充型能力 82
8.2.2 合金的收缩性 84
8.2.3 铸造生产常见缺陷 89
8.3 铸造方法 91
8.3.1 砂型铸造 91
8.3.2 特种铸造 94
8.4 铸造工艺设计 96
8.4.1 浇注位置和分型面的选择 97
8.4.2 确定主要铸造工艺参数 99
8.4.3 确定浇注系统 103
8.4.4 绘制铸造工艺图 103
8.5 铸件结构工艺性 106
8.5.1 铸造性能对铸件结构的要求 106
8.5.2 铸造工艺对铸件结构的要求 108
复习与思考题 110
第9章 锻压 112
9.1 概述 112
9.1.1 锻压生产的特点 112
9.1.2 锻压生产的适用范围 112
9.2 锻压工艺基础 113
9.2.1 金属的塑性变形 113
9.2.2 变形后金属的组织和性能 114
9.2.3 金属的锻造性 115
9.3 自由锻 116
9.3.1 概述 116
9.3.2 自由锻工序 116
9.3.3 自由锻件的分类和锻造过程 117
9.4 模锻 120
9.4.1 锤上模锻 120
9.4.2 胎模锻 125
9.5 板料冲压 126
9.5.1 概述 126
9.5.2 板料冲压的基本工序 127
9.6 锻压件结构设计 132
复习与思考题 135
第10章 焊接 136
10.1 概述 136
10.2 焊条电弧焊 137
10.2.1 焊接电弧 138
10.2.2 焊接接头 139
10.2.3 焊条 140
10.2.4 焊接接头的金属组织与性能 140
10.2.5 焊接应力与变形 142
10.3 其他焊接方法 143
10.3.1 埋弧自动焊 143
10.3.2 气体保护电弧焊 144
10.3.3 气焊和气割 146
10.3.4 电渣焊 147
10.3.5 等离子弧焊 149
10.3.6 压焊与钎焊 149
10.4 常用金属材料的焊接 152
10.4.1 碳钢的焊接 152
10.4.2 低合金结构钢的焊接 153
10.4.3 不锈钢焊接 153
10.4.4 铸铁的焊补 153
10.4.5 非铁金属的焊接 154
10.5 焊接结构工艺设计 155
10.5.1 焊接结构工艺设计基础 155
10.5.2 焊接结构工艺设计实例 161
复习与思考题 162
第11章 机械零件毛坯的选择 163
11.1 毛坯选择的原则 163
11.1.1 满足材料的工艺性能要求 163
11.1.2 满足零件的使用要求 164
11.1.3 满足降低生产成本的要求 164
11.1.4 符合生产条件 165
11.2 典型零件的毛坯选择 165
11.2.1 轴杆类零件的毛坯选择 165
11.2.2 盘套类零件的毛坯选择 167
11.2.3 箱体机架类零件的毛坯选择 169
复习与思考题 170
第12章 金属切削加工的基础知识 172
12.1 加工质量 172
12.1.1 加工精度 172
12.1.2 表面质量 173
12.2 切削的概念 175
12.2.1 切削运动 175
12.2.2 工件表面 175
12.2.3 切削用量 176
12.3 刀具切削部分的几何角度 177
12.3.1 车刀的组成 177
12.3.2 刀具几何角度参考系 178
12.3.3 刀具标注角度定义 179
12.3.4 刀具工作角度 180
12.3.5 切削层参数 181
12.4 刀具材料 182
12.4.1 刀具材料应当具备的性能 182
12.4.2 高速钢 182
12.4.3 硬质合金 183
12.5 金属切削过程 185
12.5.1 切屑的形成过程 185
12.5.2 第Ⅰ变形区 186
12.5.3 第Ⅱ变形区 187
12.5.4 第Ⅲ变形区 189
12.6 切削力 189
12.6.1 切削力的来源、合力及其分力 189
12.6.2 切削力的计算 190
12.6.3 切削功率的计算 191
12.6.4 影响切削力的主要因素 191
12.7 切削热和切削温度 192
12.7.1 切削热的产生和传出 192
12.7.2 切削温度的分布 192
12.7.3 影响切削温度的主要因素 193
12.8 刀具磨损和刀具寿命 194
12.8.1 刀具的磨损形式 194
12.8.2 刀具磨损的原因 195
12.8.3 刀具的磨损过程及磨钝标准 195
12.8.4 刀具寿命 196
12.9 工件材料的切削加工性 197
12.10 金属切削条件的选择 198
12.10.1 刀具几何参数的选择 198
12.10.2 刀具寿命的选择 200
12.10.3 切削用量的选择 201
12.10.4 切削液的选择 201
复习与思考题 202
第13章 机械零件表面加工 204
13.1 金属切削机床的基础知识 204
13.1.1 机床的分类 204
13.1.2 机床型号的编制方法 205
13.1.3 零件表面的切削加工成形方法和机床的运动 207
13.1.4 机床传动的基本组成和传动原理图 209
13.1.5 机床传动系统图和运动计算 210
13.2 外圆表面加工 212
13.2.1 外圆表面的加工方法 212
13.2.2 外圆表面的车削加工 213
13.2.3 外圆表面的磨削加工 221
13.3 内圆表面加工 228
13.3.1 内圆表面的加工方法 228
13.3.2 钻削加工 229
13.3.3 镗削加工 234
13.3.4 拉削加工 237
13.3.5 内圆磨削 238
13.4 平面加工方法 240
13.4.1 平面加工 240
13.4.2 刨削与插削加工 241
13.4.3 铣削加工 243
13.4.4 平面磨削加工 250
13.5 齿轮的齿形加工 252
13.5.1 圆柱齿轮齿形加工方法 252
13.5.2 滚齿加工 254
13.5.3 插齿加工 256
13.5.4 齿形的其他加工方法 257
13.5.5 齿形加工方案的选择 259
复习与思考题 260
参考文献 262