绪论 1
一、材料科学的作用与地位 1
二、工程材料与热加工技术的发展 2
三、本课程的性质、任务和学习方法 2
第一章 金属材料的性能 4
第一节 金属材料的力学性能 4
一、强度 4
二、塑性 6
第二节 硬度 6
一、布氏硬度 7
二、洛氏硬度 8
三、维氏硬度 8
第三节 冲击韧性与疲劳强度 9
一、冲击韧性 9
二、疲劳强度 10
第四节 金属材料的其他性能 11
一、物理性能 11
二、化学性能 12
三、工艺性能 13
本章小结 13
复习思考题 13
第二章 纯金属与合金的基本知识 15
第一节 纯金属与合金的晶体结构 15
一、纯金属的晶体结构 15
二、纯金属的实际晶体结构 16
三、合金的晶体结构 18
第二节 纯金属与合金的结晶 20
一、纯金属的结晶过程 21
二、合金的结晶与二元合金相图 23
三、合金性能与相图间的关系 29
本章小结 30
复习思考题 31
第三章 铁碳合金相图 33
第一节 铁碳合金的基本知识 33
一、纯铁的同素异晶转变 33
二、铁碳合金的基本相 34
第二节 铁碳合金相图 34
一、铁碳合金相图分析 35
二、铁碳合金的分类 37
第三节 典型铁碳合金的结晶过程及组织 37
一、共析钢的结晶过程及组织 37
二、亚共析钢的结晶过程及组织 38
三、过共析钢的结晶过程及组织 39
四、共晶白口铸铁的结晶过程及组织 40
五、亚共晶白口铸铁的结晶过程及组织 41
六、过共晶白口铸铁的结晶过程及组织 41
第四节 铁碳合金成分与组织、性能的关系 42
一、铁碳合金成分与组织的关系 42
二、铁碳合金成分与性能的关系 43
第五节 碳素钢 44
一、杂质元素对碳钢性能的影响 44
二、碳钢的分类 45
三、碳钢的牌号、性能及用途 45
本章小结 50
复习思考题 50
第四章 钢的热处理 53
第一节 钢的热处理原理 53
一、钢在加热时的组织转变 54
二、钢在冷却时的组织转变 56
第二节 钢的普通热处理 64
一、钢的退火和正火 64
二、钢的淬火 66
三、钢的回火 69
第三节 钢的表面热处理 72
一、钢的表面淬火 72
二、钢的化学热处理 74
第四节 热处理质量控制 77
一、常见的热处理缺陷及影响因素 77
二、热处理工件的结构工艺性 78
第五节 热处理技术条件的标注及工序位置安排 79
一、热处理技术条件的标注 79
二、热处理工序位置的安排 79
本章小结 80
复习思考题 81
第五章 合金钢 86
第一节 合金元素在钢中的作用 86
一、合金元素在钢中的存在形式 86
二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响 87
三、合金元素对钢热处理的影响 88
第二节 合金钢的分类及牌号 90
一、合金钢的分类 90
二、合金钢牌号的表示方法 91
第三节 合金结构钢 92
一、低合金高强度结构钢 92
二、合金渗碳钢 92
三、合金调质钢 96
四、合金弹簧钢 96
五、滚动轴承钢 99
第四节 合金工具钢 100
一、合金刃具钢 100
二、合金模具钢 105
三、合金量具钢 108
第五节 特殊性能钢 108
一、不锈钢 109
二、耐热钢 111
三、耐磨钢 113
本章小结 114
复习思考题 114
第六章 铸铁 117
第一节 铸铁的石墨化 117
一、铁碳合金双重相图 117
二、铸铁的石墨化 118
三、影响铸铁石墨化的因素 119
第二节 常用的铸铁 119
一、灰铸铁 119
二、球墨铸铁 122
三、可锻铸铁 125
四、蠕墨铸铁 125
五、合金铸铁 126
本章小结 127
复习思考题 128
第七章 有色金属及粉末冶金材料 130
第一节 铝及铝合金 130
一、工业纯铝 130
二、铝合金的分类及热处理 131
三、变形铝合金 132
四、铸造铝合金 133
第二节 铜及铜合金 135
一、工业纯铜 135
二、铜合金的分类 135
三、黄铜 136
四、青铜 136
第三节 滑动轴承合金 138
一、轴承合金的性能要求 138
二、轴承合金的组织特征 139
三、常用的轴承合金 139
第四节 粉末冶金材料 140
一、粉末冶金法及其应用 141
二、常用的粉末冶金材料 141
本章小结 144
复习思考题 144
第八章 非金属材料及复合材料 146
第一节 高分子材料 146
一、高分子材料的合成 146
二、高分子材料的物理状态 147
三、常用高分子材料 147
第二节 陶瓷材料 151
一、陶瓷材料的分类 151
二、陶瓷材料的性能及应用 152
第三节 复合材料 152
一、复合材料的分类 153
二、复合材料的性能 153
三、常用复合材料 154
本章小结 155
复习思考题 155
第九章 铸造 157
第一节 合金的铸造性能 157
一、合金的流动性 158
二、合金的收缩 159
三、铸造应力 162
第二节 砂型铸造 163
一、砂型铸造的造型方法 163
二、砂型铸造工艺设计 167
三、铸造实例分析 173
第三节 铸件的结构工艺性 174
一、砂型铸造工艺对铸件结构的要求 174
二、合金铸造性能对铸件结构的要求 175
第四节 特种铸造 177
一、熔模铸造 177
二、金属型铸造 179
三、压力铸造 180
四、低压铸造 181
五、离心铸造 182
六、实型铸造 183
第五节 铸件的质量控制 184
一、铸件中常见的缺陷及产生原因 184
二、铸件的质量检验 186
第六节 常用铸造方法比较 189
本章小结 190
复习思考题 191
第十章 锻压 195
第一节 金属的塑性变形 195
一、金属塑性变形的实质 195
二、冷塑性变形对金属组织及性能的影响 197
三、回复与再结晶 198
四、金属的热加工 199
第二节 金属的锻压性能 200
一、金属的本质 200
二、变形条件 200
第三节 自由锻 202
一、自由锻的特点 202
二、自由锻的基本工序 202
三、自由锻工艺规程的制订 204
四、自由锻锻件的结构工艺性 209
第四节 模锻 210
一、锤上模锻 210
二、胎模锻 214
三、压力机上模锻 215
第五节 锻件的质量控制 217
一、加热过程中常见的缺陷 217
二、自由锻锻件中常见的缺陷及产生原因 218
三、模锻件中常见的缺陷及产生原因 220
第六节 板料冲压 221
一、板料冲压的基本工序 221
二、冲模的分类及结构 224
三、冲压件的结构工艺性 226
第七节 其他压力加工方法 227
一、挤压成型 227
二、轧制成型 228
三、拉拔 229
本章小结 229
复习思考题 230
第十一章 焊接 235
第一节 焊条电弧焊 236
一、焊接电弧 236
二、电弧焊的冶金过程 237
三、焊条 237
四、焊接接头 240
五、焊接应力与变形 241
第二节 其他熔焊方法 244
一、埋弧焊 244
二、气体保护电弧焊 246
三、气焊 248
四、电渣焊 249
五、等离子弧焊 250
第三节 压焊与钎焊 251
一、压焊 251
二、钎焊 253
第四节 常用金属材料的焊接 253
一、金属材料的焊接性 253
二、碳钢的焊接 255
三、合金钢的焊接 255
四、铸铁的焊补 257
五、有色金属的焊接 257
第五节 焊接件的结构工艺性 259
一、焊接结构材料的选择 260
二、焊接接头形式的选择 260
三、焊缝的布置 261
第六节 焊接的质量控制 262
一、焊接缺陷概述 262
二、常见焊接缺陷的产生原因和防止措施 263
第七节 焊接方法的选择 266
本章小结 267
复习思考题 267
第十二章 机械零件的选材及毛坯的选择 271
第一节 机械零件的失效 271
一、零件的失效 271
二、零件失效的形式及原因 271
第二节 机械零件的选材 272
一、零件选材的一般原则 273
二、选材的方法及步骤 277
三、典型零件的选材 278
第三节 零件毛坯的选择 282
一、毛坯选择的原则 283
二、常用毛坯的特点及生产成本比较 284
三、常用机械零件毛坯的选择 284
本章小结 285
复习思考题 285
实验 288
实验一 硬度实验 288
实验二 金相显微镜的使用及金相试样的制备 292
实验三 铁碳合金平衡组织分析 295
实验四 碳钢的热处理 299
实验五 铸铁的显微组织观察 302
附录 306
附录一 布氏硬度对照表 306
附录二 黑色金属硬度强度换算表 315
附录三 国内外常用钢铁材料牌号对照表 319
附录四 常用钢临界点及淬火加热温度 323
附录五 常用钢淬火后的回火温度 326
参考文献 327