第1章 工程材料与机械制造过程 1
1.1 材料及其成形工艺的简要发展过程 4
1.2 工程材料的分类及发展趋势 5
1.3 机械制造过程及材料成形技术发展趋势 7
1.3.1 机械制造工艺流程 7
1.3.2 材料成形工艺的技术进展 8
1.4 课程总体目标和任务 9
思考题与习题 10
第2章 工程材料的性能 11
2.1 材料的力学性能 11
2.1.1 强度和塑性 11
2.1.2 硬度 14
2.1.3 冲击韧度 16
2.1.4 疲劳极限 17
2.2 材料的物理性能 18
2.3 材料的化学性能 20
2.3.1 金属腐蚀的基本过程 20
2.3.2 防止金属腐蚀的途径 21
2.4 材料的工艺性能 21
2.5 材料的经济性能 21
思考题与习题 21
第3章 材料的结构与凝固 22
3.1 材料的结合方式 22
3.1.1 结合键 22
3.1.2 晶体与非晶体 23
3.2 金属材料的结构特点 23
3.2.1 晶体结构的基本概念 23
3.2.2 三种典型的金属晶体结构 24
3.2.3 实际金属的晶体结构 25
3.2.4 合金的晶体结构 27
3.3 非金属材料的结构特点 28
3.3.1 陶瓷材料的结构特点 28
3.3.2 高分子材料的结构特点 29
3.4 材料的凝固与结晶 31
3.4.1 金属的结晶特点 31
3.4.2 非晶态凝固的特点 32
3.5 铁碳合金相图 33
3.5.1 铁碳合金的基本组元与基本相 33
3.5.2 Fe-Fe3C相图分析 34
3.5.3 典型合金的结晶过程及组织 36
3.5.4 含碳量与铁碳合金组织及性能的关系 39
3.5.5 铁碳合金相图的应用 41
思考题与习题 41
第4章 材料的强化与处理 43
4.1 金属材料的热处理 43
4.1.1 钢在加热时的转变 43
4.1.2 钢在冷却时的转变 44
4.1.3 钢的普通热处理 46
4.1.4 钢的表面热处理 51
4.1.5 热处理新技术简介 52
4.1.6 热处理工艺的应用 53
4.2 聚合物材料的改性强化 56
4.3 工程材料的表面处理方法 57
4.3.1 气相沉积 58
4.3.2 化学转化膜技术 59
4.3.3 电镀和化学镀 60
4.3.4 涂料和涂装工艺 60
思考题与习题 61
第5章 金属材料 62
5.1 概述 62
5.1.1 金属材料的分类 62
5.1.2 合金元素在钢中的作用 65
5.2 非合金钢 67
5.2.1 碳素结构钢 67
5.2.2 优质碳素结构钢 68
5.2.3 碳素工具钢 69
5.2.4 易切削结构钢 70
5.2.5 碳素铸钢 70
5.3 合金钢 71
5.3.1 低合金钢 72
5.3.2 机械结构用合金钢 72
5.3.3 合金工具钢和高速工具钢 78
5.3.4 特殊性能钢 81
5.4 铸铁 84
5.4.1 铸铁的石墨化 84
5.4.2 常用铸铁 85
5.4.3 特殊性能铸铁 90
5.5 非铁金属材料 91
5.5.1 铝及其合金 91
5.5.2 铜及其合金 95
5.5.3 滑动轴承合金 98
5.5.4 粉末冶金材料 99
思考题与习题 100
第6章 非金属材料与新型材料 102
6.1 高分子材料 102
6.1.1 高聚物的人工合成 103
6.1.2 有机高分子材料的组成及性能特点 103
6.1.3 工程塑料 104
6.1.4 合成橡胶 108
6.1.5 胶粘剂 109
6.2 陶瓷材料 113
6.2.1 陶瓷的分类 113
6.2.2 陶瓷材料的性能特点 113
6.2.3 常用工程结构陶瓷的种类、性能和用途 114
6.3 复合材料 115
6.3.1 复合材料的种类 115
6.3.2 复合材料的性能特点 116
6.3.3 复合材料的应用 116
6.4 其它新型材料 117
6.4.1 高温材料 117
6.4.2 形状记忆材料 117
6.4.3 非晶态材料 118
6.4.4 超导材料 119
6.4.5 纳米材料 120
思考题与习题 120
第7章 铸造成形工艺 122
7.1 铸造工艺基础 122
7.1.1 概述 122
7.1.2 合金的铸造性能 122
7.2 砂型铸造 124
7.2.1 型砂与芯砂 124
7.2.2 手工砂型造型 125
7.2.3 机器造型 130
7.2.4 型芯制造 131
7.2.5 合型 132
7.2.6 浇注 133
7.2.7 落砂和清理 133
7.3 铸造工艺 134
7.3.1 浇注位置与分型面的选择 134
7.3.2 工艺参数的选择 135
7.3.3 浇注系统 137
7.3.4 冒口 139
7.3.5 铸造工艺图 139
7.4 铸件的结构工艺性 140
7.4.1 铸件质量对铸件结构的要求 140
7.4.2 铸造工艺对零件结构的要求 142
7.4.3 不同铸造合金对铸件结构的要求 142
7.5 铸件质量与成本分析 143
7.5.1 铸件的主要缺陷及其产生原因 143
7.5.2 铸件成本分析 146
7.6 特种铸造与铸造新技术简介 148
7.6.1 熔模铸造 148
7.6.2 金属型铸造 148
7.6.3 压力铸造 148
7.6.4 低压铸造 149
7.6.5 离心铸造 149
7.6.6 铸造过程计算机数值模拟技术 150
7.6.7 快速成形技术 150
7.6.8 铸造清洁生产 151
思考题与习题 151
第8章 锻压成形工艺 155
8.1 锻压工艺基础 155
8.1.1 锻压的基本生产方式 155
8.1.2 金属的锻造性能 157
8.1.3 坯料的加热和锻件的冷却 159
8.2 自由锻 160
8.2.1 自由锻设备 160
8.2.2 自由锻的基本工序 161
8.2.3 自由锻工艺规程的制订 163
8.2.4 自由锻锻件结构工艺性 166
8.3 模锻 167
8.3.1 锤上模锻 167
8.3.2 胎模锻 169
8.3.3 压力机上的模锻 170
8.4 板料冲压 170
8.4.1 冲压设备 170
8.4.2 冲压模具 170
8.4.3 板料冲压的基本工序 171
8.5 锻压件质量与成本分析 172
8.5.1 锻件质量分析 172
8.5.2 锻件成本分析 174
8.6 锻压新技术简介 174
8.6.1 蔚速高能成形 175
8.6.2 液态成形 176
8.6.3 超塑性成形 176
思考题与习题 177
第9章 焊接及胶接成形工艺 178
9.1 焊接工艺基础 178
9.1.1 概述 178
9.1.2 焊接接头的组织和性能 179
9.2 常用焊接方法 181
9.2.1 焊条电弧焊 181
9.2.2 气焊与气割 185
9.2.3 埋弧自动焊 189
9.2.4 气体保护焊 190
9.2.5 电渣焊 191
9.2.6 电阻焊 192
9.2.7 钎焊 193
9.3 常用金属材料的焊接 193
9.3.1 金属焊接性 193
9.3.2 钢铁材料的焊接 194
9.3.3 非铁金属材料的焊接 194
9.4 焊接结构工艺性 194
9.4.1 焊接结构材料的选择 195
9.4.2 焊缝布置 195
9.5 焊接质量与成本分析 196
9.5.1 焊接质量分析 196
9.5.2 焊接质量检验过程 198
9.5.3 焊接生产成本分析 200
9.6 胶接成形 201
9.6.1 胶接的特点与应用 201
9.6.2 胶接工艺 202
9.7 焊接与胶接新技术简介 203
9.7.1 等离子弧焊接和切割 203
9.7.2 真空电子束焊接 204
9.7.3 激光焊接与切割 204
9.7.4 焊接自动化技术 205
9.7.5 胶接新技术 206
思考题与习题 206
第10章 钳工成形工艺 209
10.1 划线 210
10.1.1 划线工具 210
10.1.2 划线基准 211
10.1.3 划线操作注意事项 212
10.2 锯切 212
10.2.1 锯条 212
10.2.2 锯切方法 212
10.3 锉削 213
10.3.1 锉刀 213
10.3.2 锉削方法 213
10.3.3 锉削操作注意事项 214
10.4 钻孔 215
10.4.1 钻床 215
10.4.2 钻头 215
10.4.3 钻孔方法 216
10.4.4 钻孔操作注意事项 216
10.5 攻螺纹与套螺纹 216
10.5.1 攻螺纹 216
10.5.2 套螺纹 217
10.6 刮削 217
1O.6.1 刮刀及其用法 218
10.6.2 刮削质量检验 218
10.6.3 平面刮削 218
10.7 装配工艺 218
10.7.1 典型零件的装配 219
10.7.2 拆装工艺方法 220
思考题与习题 221
第11章 机械加工成形工艺 222
11.1 切削加工基本知识 222
11.1.1 切削加工运动 222
11.1.2 金属切削刀具 223
11.1.3 切削液 225
11.1.4 工件材料的切削加工性 225
11.1.5 零件的加工质量 226
11.2 车削加工 226
11.2.1 车床 226
11.2.2 车刀 227
11.2.3 工件的安装方法及附件 229
11.2.4 基本车削工艺 230
11.2.5 典型零件加工 231
11.2.6 机械加工安全技术 233
11.3 铣削、刨削与磨削加工 233
11.3.1 铣削加工 233
11.3.2 刨削加工 236
11.3.3 磨削加工 237
11.4 数控加工与特种加工 238
11.4.1 数控加工 238
11.4.2 特种加工 240
思考题与习题 241
第12章 非金属材料成形工艺 242
12.1 塑料成形 242
12.1.1 挤出成形 242
12.1.2 注射成形 243
12.1.3 压制成形 243
12.1.4 浇铸成形 243
12.1.5 吹塑成形 244
12.1.6 回转成形 245
12.2 橡胶成形 245
12.3 陶瓷成形 246
12.3.1 压制成形 246
12.3.2 注浆成形 246
12.3.3 注射成形 247
12.4 复合材料成形 247
12.4.1 手糊成形 247
12.4.2 层压成形 248
12.4.3 喷射成形 248
12.4.4 缠绕成形 248
思考题与习题 249
第13章 材料与成形工艺选择及产品质量控制 250
13.1 机械零件的失效形式 250
13.1.1 零件失效原因 250
13.1.2 零件失效形式 251
13.2 材料及成形工艺选择原则 253
13.2.1 使用性原则 253
13.2.2 工艺性原则 253
13.2.3 经济性原则 254
13.3 材料及成形工艺选择的方法 256
13.3.1 材料及其成形工艺选择的步骤 256
13.3.2 材料及成形工艺选择方法及依据 257
13.4 典型零件的选材实例分析 260
13.4.1 轴类零件的选材 260
13.4.2 齿轮类零件的选材 262
13.4.3 手用丝锥的选材 263
13.4.4 机架、箱体类零件的选材 264
13.5 材料的质量检验 265
13.5.1 成分分析 265
13.5.2 组织分析 266
13.5.3 无损探伤 268
思考题与习题 269
附录 综合性实验指导 271
参考文献 273