第1章 绪论 1
一、陶瓷刀具的发展 1
1．陶瓷刀具材料研究进展 1
2．陶瓷刀具的磨损和破损 3
3．陶瓷材料抗热震性和循环疲劳的研究 5
二、梯度功能材料的发展 10
1．梯度功能材料的设计 10
2．梯度功能材料的制备和性能评价的研究 13
3．梯度功能材料的裂纹问题 15
第2章 梯度功能陶瓷刀具材料的设计模型 19
一、梯度功能陶瓷刀具材料的组成分布模型 21
1．梯度功能陶瓷刀具的组成分布形式 21
2．梯度功能陶瓷刀具材料的组成分布函数 21
3．梯度功能陶瓷刀具材料物性值的确定方法 26
二、梯度功能陶瓷刀具材料的设计目标 29
1．基于应力平衡及材料制备完整性的设计目标及建模 29
2．基于承载能力（抗弯强度）的设计目标及建模 33
3．基于抗热震性的设计目标及建模 37
4．基于断裂韧性的设计目标及建模 49
5．基于切削过程中刀具应力分布的设计目标及建模 58
三、梯度功能陶瓷刀具材料组成分布设计的多目标优化 65
1．梯度功能陶瓷刀具材料组成分布模糊综合评价模型的提出 65
2．模糊关系的建立及模糊评判的计算方法 67
3．评价指标的确定 69
4．模糊综合评价程序简述 70
第3章 梯度功能陶瓷刀具材料的设计 71
一、复相陶瓷材料体系的选择及热物理性能分布规律的确定 71
1．原料的选择及各组分上下限体积分数的确定 71
2．梯度功能陶瓷刀具材料梯度层物理性能的计算 73
二、梯度功能陶瓷刀具材料制备完整性的设计 75
三、基于高承载能力的梯度功能陶瓷刀具材料设计 80
1．FGM梁弹性模量分布规律的确定 80
2．沿FGM梁高度方向应力分布的计算 81
3．讨论 85
四、基于高抗热震性的梯度功能陶瓷刀具材料的设计 86
1．梯度功能陶瓷刀具材料瞬态温度场的计算 86
2．梯度功能陶瓷刀具材料瞬态热应力的计算 89
五、基于断裂韧性的梯度功能陶瓷刀具材料设计 91
六、基于切削过程中刀具应力分布的梯度功能陶瓷刀具材料设计 94
1．切削过程中梯度功能陶瓷刀具三维热应力的计算 94
2．切削过程中梯度功能陶瓷刀具三维应力的计算 99
七、梯度功能陶瓷刀具材料组成分布规律的模糊综合评价计算 101
1．模糊综合评价模型的简化 101
2．模糊综合评判计算及结果 102
第4章 梯度功能陶瓷刀具材料的制备、力学性能及显微结构 104
一、梯度功能陶瓷刀具材料制备工艺的优化及组成分布规律的实验验证 105
1．原料的处理与制备工艺 105
2．热压工艺参数的优化 105
1．体积密度 107
二、梯度功能陶瓷刀具材料的力学性能 107
2．等效抗弯强度 109
3．硬度 114
4．断裂韧性 116
三、组成分布、显微结构与力学性能的关系 118
1．组成分布的测试分析 118
2．横剖面显微结构分析 121
3．抗弯试样断口分析 125
第5章 梯度功能陶瓷刀具材料抗热震性的研究 133
一、概述 133
1．瞬态温度场的计算 134
二、梯度功能陶瓷刀具材料抗热震性的理论分析 134
2．瞬态热应力的计算 136
三、梯度功能陶瓷刀具材料抗热震性的试验研究 138
1．水淬试验 139
2．残余抗弯强度与温差的关系 147
四、梯度功能陶瓷刀具材料淬火试样的微观结构观察和分析 153
1．低温淬火试样的微观结构 153
2．高温淬火试样的微观结构 158
第6章 梯度功能陶瓷刀具的切削性能及损坏机理 163
1．FG-1陶瓷刀具加工淬硬钢T10A 164
一、FG-1陶瓷刀具的切削性能及损坏机理 164
2．FG-1陶瓷刀具加工灰铸铁 166
3．FG-1陶瓷刀具加工柴油机排气阀大头外圆 167
4 FG-1陶瓷刀具的磨损、破损特性及损坏机理 168
二、FG-2陶瓷刀具的切削性能及损坏机理 173
1．FG-2陶瓷刀具加工淬硬钢T10A 173
2．FG-2陶瓷刀具精车精锻锥齿轮端面和粗车柴油机进气阀斜面 175
3．FG-2陶瓷刀具精车高速钢圆刀片斜面 177
4．FG-2陶瓷刀具的磨损、破损特性及损坏机理 177
三、梯度功能陶瓷刀具的物理力学性能对其切削性能及损坏机理的影响 181
参考文献 185