第0章 绪论 1
0.1 材料及其成型工艺的发展 1
0.2 工程材料的分类 3
0.3 材料成型工艺分类 4
0.4 本课程教学目的与要求 4
第1章 材料的结构与性能 6
1.1 金属材料的结构、组织与性能 6
1.1.1 纯金属的晶体结构 6
1.1.2 合金的晶体结构 11
1.1.3 金属材料的组织 13
1.1.4 金属材料的主要性能 15
1.2 高分子材料的结构与性能 20
1.2.1 高分子材料的结构 20
1.2.2 高分子材料的性能 22
1.3 陶瓷材料的结构与性能 24
1.3.1 陶瓷材料的结构 24
1.3.2 陶瓷材料的性能 25
1.4 复合材料的结构与性能 26
1.4.1 复合材料的结构 26
1.4.2 复合材料的性能 27
思考题 28
第2章 金属材料的结晶与组织 29
2.1 金属的结晶 29
2.1.1 纯金属的结晶 29
2.1.2 金属的晶体结构与同素异构转变 31
2.1.3 铸锭的结构 32
2.1.4 铸态金属晶粒的细化 32
2.2 合金的结晶 34
2.2.1 合金的结晶过程 34
2.2.2 合金性能与相图的关系 37
2.2.3 铁碳合金的结晶 38
思考题 47
第3章 钢的热处理 49
3.1 钢在加热时的组织转变 49
3.1.1 奥氏体的形成 50
3.1.2 奥氏体晶粒长大及其影响因素 51
3.2 钢在冷却时的组织转变 52
3.2.1 过冷奥氏体的等温转变 53
3.2.2 过冷奥氏体的连续冷却转变 57
3.3 钢的热处理工艺 58
3.3.1 退火 58
3.3.2 正火 60
3.3.3 淬火 61
3.3.4 回火 63
3.3.5 表面淬火 65
3.3.6 化学热处理 66
思考题 69
第4章 表面技术 70
4.1 电刷镀 70
4.1.1 电刷镀的原理与特点 71
4.1.2 电刷镀工艺及应用 71
4.2 热喷涂技术 72
4.2.1 热喷涂技术的原理与特点 72
4.2.2 热喷涂工艺及应用 74
4.3 气相沉积技术 75
4.3.1 物理气相沉积 75
4.3.2 化学气相沉积 78
4.4 激光表面改性 80
4.5 化学镀 82
4.5.1 化学镀镍的原理与特点 82
4.5.2 化学镀镍工艺及应用 83
思考题 84
第5章 金属材料及应用 85
5.1 碳钢 85
5.1.1 碳钢的成分与分类 85
5.1.2 碳钢的牌号与用途 86
5.2 合金钢 90
5.2.1 合金钢的分类与编号 90
5.2.2 合金结构钢及应用 91
5.2.3 合金工具钢及应用 103
5.2.4 特殊性能钢及应用 112
5.3 铸钢与铸铁 118
5.3.1 铸钢及应用 118
5.3.2 铸铁及应用 120
5.4 有色金属及合金 130
5.4.1 铝、铝合金及应用 130
5.4.2 铜、铜合金及应用 136
5.4.3 镁、镁合金及应用 141
5.4.4 钛、钛合金及应用 144
5.4.5 滑动轴承合金及应用 145
思考题 148
第6章 高分子材料及应用 151
6.1 概述 151
6.1.1 高分子材料的分类 151
6.1.2 塑料的组成与分类 152
6.2 常用工程塑料及应用 153
6.2.1 热塑性塑料 153
6.2.2 热固性塑料 156
思考题 156
第7章 陶瓷材料及应用 157
7.1 概述 157
7.1.1 陶瓷材料及分类 157
7.1.2 结构陶瓷材料及分类 157
7.2 常用结构陶瓷材料及应用 158
7.2.1 氧化物结构陶瓷材料 158
7.2.2 非氧化物结构陶瓷材料 159
思考题 163
第8章 复合材料及应用 164
8.1 概述 164
8.1.1 复合材料的分类 164
8.1.2 复合材料的特点 165
8.2 非金属基复合材料 165
8.2.1 聚合物基复合材料及应用 165
8.2.2 陶瓷基复合材料及应用 166
8.2.3 碳基复合材料及应用 168
8.3 金属基复合材料 168
8.3.1 金属陶瓷 168
8.3.2 铝基复合材料 169
8.3.3 镁基复合材料 170
8.3.4 钛基复合材料 170
思考题 170
第9章 铸造成型 171
9.1 铸造工艺基础 171
9.1.1 液态合金的充型 172
9.1.2 液态合金的凝固与收缩 174
9.1.3 铸造内应力、变形、裂纹和气孔 177
9.2 铸造方法及应用 180
9.2.1 砂型铸造 180
9.2.2 特种铸造 185
9.2.3 常见铸造方法的比较及选择 195
9.3 砂型铸造工艺设计 197
9.3.1 浇铸位置与分型面的选择 197
9.3.2 铸造工艺参数的选择 200
9.4 铸造结构设计 202
9.4.1 砂型铸造工艺对铸件结构的要求 202
9.4.2 合金铸造性能对铸件结构的要求 205
9.5 常用合金铸件的生产特点 209
9.5.1 铸铁件的生产 209
9.5.2 铸钢件的生产 212
9.5.3 有色合金铸件的生产 213
思考题 214
第10章 塑性成型 217
10.1 金属的塑性变形 218
10.1.1 金属塑性变形机理 218
10.1.2 塑性变形后金属的组织和性能 220
10.1.3 金属的可锻性 222
10.2 锻造 224
10.2.1 自由锻造 225
10.2.2 模型锻造 229
10.2.3 胎模锻造 235
10.3 板料冲压 236
10.3.1 分离工序 238
10.3.2 成型工序 242
10.3.3 冲压件结构工艺性分析 251
思考题 254
第11章 焊接成型 255
11.1 电弧焊 256
11.1.1 电弧焊的工艺基础 256
11.1.2 焊条电弧焊 262
11.1.3 埋弧焊 263
11.1.4 气体保护焊 265
11.2 其他常用焊接方法 266
11.2.1 熔焊 266
11.2.2 压焊 272
11.2.3 钎焊 275
11.3 常用金属材料的焊接 276
11.3.1 金属材料的可焊性 276
11.3.2 碳钢的焊接 277
11.3.3 合金结构钢的焊接 278
11.3.4 不锈钢的焊接 279
11.3.5 有色金属的焊接 280
11.3.6 铸铁的焊补 282
11.4 焊件结构设计 283
11.4.1 焊接结构件材料的选择 283
11.4.2 焊接方法的选择 283
11.4.3 焊缝的布置 285
11.4.4 焊接接头的设计 287
思考题 289
第12章 工程塑料成型 290
12.1 工程塑料成型方法 290
12.1.1 塑料注射成型 290
12.1.2 塑料挤出成型 291
12.1.3 塑料压缩成型 292
12.1.4 其他成型方法 293
12.2 工程塑料的结构工艺性 295
12.2.1 塑件几何形状的设计 295
12.2.2 金属嵌件的设计 297
思考题 298
第13章 陶瓷材料成型 299
13.1 粉体制备技术 299
13.2 陶瓷制品的成型 300
13.2.1 塑性成型 300
13.2.2 注浆成型 302
13.2.3 压制成型 303
13.2.4 浆料原位固化成型 304
13.3 陶瓷制品的烧结 305
思考题 306
第14章 复合材料成型 307
14.1 复合材料成型工艺特点 307
14.2 复合材料成型工艺 307
14.2.1 金属基复合材料成型工艺 307
14.2.2 聚合物基复合材料成型工艺 310
14.2.3 陶瓷基复合材料成型工艺 313
思考题 315
第15章 增材制造技术 316
15.1 增材制造原理与技术 316
15.1.1 增材制造原理 316
15.1.2 增材制造技术 317
15.2 金属增材制造 320
15.2.1 金属增材制造的主要方法 321
15.2.2 金属材料增材制造件的结构工艺性 325
思考题 327
第16章 机械零件材料与成型方法的选择 328
16.1 机械零件材料与成型方法的选择原则 328
16.1.1 机械零件材料的选择原则 328
16.1.2 机械零件成型方法的选择原则 330
16.2 典型机械零件材料与成型方法的选择 333
16.2.1 齿轮类零件 333
16.2.2 轴类零件 335
16.2.3 机架、箱体类零件 337
16.2.4 工程塑料零件 338
思考题 339
参考文献 340