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 21
1.2.1 高分子材料的结构 21
1.2.2 高分子材料的性能 23
1.3 陶瓷材料的结构与性能 25
1.3.1 陶瓷材料的结构 25
1.3.2 陶瓷材料的性能 26
1.4 复合材料的结构与性能 27
1.4.1 复合材料的结构 27
1.4.2 复合材料的性能 28
思考题 29
第2章 金属材料的结晶与组织 30
2.1 金属的结晶 30
2.1.1 纯金属的结晶 30
2.1.2 金属的晶体结构与同素异构转变 32
2.1.3 铸锭的结构 33
2.1.4 铸态金属晶粒的细化 34
2.2 合金的结晶 35
2.2.1 合金的结晶过程 35
2.2.2 合金性能与相图的关系 39
2.2.3 铁碳合金的结晶 41
思考题 50
第3章 钢的热处理 51
3.1 钢在加热时的组织转变 51
3.1.1 奥氏体的形成 52
3.1.2 奥氏体晶粒度及其影响因素 53
3.2 钢在冷却时的组织转变 55
3.2.1 过冷奥氏体的等温转变 55
3.2.2 过冷奥氏体的连续冷却转变 59
3.3 钢的热处理工艺 60
3.3.1 退火 61
3.3.2 正火 62
3.3.3 淬火 64
3.3.4 回火 68
3.3.5 表面淬火 69
3.3.6 化学热处理 71
3.3.7 其他热处理工艺 74
思考题 75
第4章 表面技术 76
4.1 电刷镀 76
4.1.1 电刷镀的原理与特点 76
4.1.2 电刷镀工艺及应用 77
4.2 热喷涂技术 78
4.2.1 热喷涂技术的原理与特点 78
4.2.2 热喷涂工艺及应用 79
4.3 气相沉积技术 81
4.3.1 物理气相沉积（PVD） 81
4.3.2 化学气相沉积（CVD） 84
4.4 激光表面改性 86
4.5 化学镀 88
4.5.1 化学镀镍原理与特点 88
4.5.2 化学镀镍工艺及应用 89
思考题 90
第5章 金属材料及应用 91
5.1 碳钢 91
5.1.1 碳钢的成分与分类 91
5.1.2 碳钢的牌号与用途 92
5.2 合金钢 96
5.2.1 合金钢的分类与编号 96
5.2.2 合金结构钢及应用 97
5.2.3 合金工具钢及应用 109
5.2.4 特殊性能钢及应用 118
5.3 铸钢与铸铁 125
5.3.1 铸钢及应用 125
5.3.2 铸铁及应用 127
5.4 有色金属及合金 140
5.4.1 铝、铝合金及应用 140
5.4.2 铜、铜合金及应用 146
5.4.3 镁、镁合金及应用 152
5.4.4 钛、钛合金及应用 155
5.4.5 滑动轴承合金及应用 156
思考题 159
第6章 高分子材料及应用 161
6.1 概述 161
6.1.1 高分子材料的分类 161
6.1.2 塑料的组成与分类 162
6.2 常用工程塑料及应用 163
6.2.1 热塑性塑料 163
6.2.2 热固性塑料 166
思考题 166
第7章 陶瓷材料及应用 167
7.1 概述 167
7.1.1 陶瓷材料及分类 167
7.1.2 结构陶瓷材料及分类 167
7.2 常用结构陶瓷材料及应用 168
7.2.1 氧化物结构陶瓷材料 168
7.2.2 非氧化物结构陶瓷材料 169
思考题 173
第8章 复合材料及应用 174
8.1 概述 174
8.1.1 复合材料的分类 174
8.1.2 复合材料的特点 175
8.2 非金属基复合材料 175
8.2.1 聚合物基复合材料及应用 175
8.2.2 陶瓷基复合材料及应用 176
8.2.3 碳基复合材料及应用 178
8.3 金属基复合材料 178
8.3.1 金属陶瓷 178
8.3.2 铝基复合材料 179
8.3.3 镁基复合材料 180
8.3.4 钛基复合材料 180
思考题 180
第9章 铸造成型 181
9.1 合金铸造性能与铸造缺陷 181
9.1.1 液态合金的充型 182
9.1.2 液态合金的凝固与收缩 183
9.1.3 铸造缺陷的形成与防止 185
9.2 铸造方法及应用 190
9.2.1 砂型铸造 190
9.2.2 特种铸造 193
9.2.3 常见铸造方法的比较及选择 202
9.3 砂型铸造工艺设计 203
9.3.1 浇注位置的确定 203
9.3.2 分型面的选择 204
9.4 铸造结构设计 206
9.4.1 砂型铸造工艺对铸件结构的要求 206
9.4.2 合金铸造性能对铸件结构的要求 209
9.5 常用合金铸件的生产特点 213
9.5.1 铸铁件的生产 213
9.5.2 铸钢件的生产 216
9.5.3 有色合金铸件的生产 217
思考题 218
第10章 塑性成型 221
10.1 金属的塑性变形 222
10.1.1 金属塑性变形机理 222
10.1.2 塑性变形后金属的组织和性能 224
10.1.3 金属的可锻性 226
10.1.4 金属的变形规律 228
10.2 锻造 229
10.2.1 自由锻 229
10.2.2 模型锻造 233
10.2.3 胎模锻造 239
10.3 板料冲压 240
10.3.1 分离工序 242
10.3.2 成型工序 246
10.3.3 冲模分类与结构 255
10.3.4 冲压件结构工艺性分析 258
思考题 260
第11章 焊接成型 261
11.1 电弧焊 262
11.1.1 电弧焊的工艺基础 262
11.1.2 焊条电弧焊 268
11.1.3 埋弧焊 270
11.1.4 气体保护焊 272
11.2 常用焊接方法 273
11.2.1 熔焊中的其他焊接方法 273
11.2.2 压焊 279
11.2.3 钎焊 284
11.3 常用金属材料的焊接 285
11.3.1 金属材料的可焊性 285
11.3.2 碳钢的焊接 286
11.3.3 合金结构钢的焊接 288
11.3.4 不锈钢的焊接 288
11.3.5 有色金属的焊接 289
11.3.6 铸铁的焊补 291
11.4 焊接件结构设计 292
11.4.1 焊接结构件材料的选择 292
11.4.2 焊接方法的选择 293
11.4.3 焊缝的布置 295
11.4.4 焊接接头的设计 297
思考题 299
第12章 工程塑料成型 300
12.1 工程塑料成型方法 300
12.1.1 塑料注射成型 300
12.1.2 塑料挤出成型 301
12.1.3 塑料压缩成型 302
12.1.4 其他成型方法 303
12.2 工程塑料的结构工艺性 305
12.2.1 塑料件几何形状的设计 305
12.2.2 金属嵌件的设计 308
思考题 308
第13章 陶瓷材料成型 309
13.1 粉体制备技术 309
13.2 陶瓷制品的成型 310
13.2.1 塑性成型 310
13.2.2 注浆成型 312
13.2.3 压制成型 313
13.2.4 浆料原位固化成型 314
13.3 陶瓷制品的烧结 315
思考题 316
第14章 复合材料成型 317
14.1 复合材料成型工艺特点 317
14.2 复合材料成型工艺 317
14.2.1 金属基复合材料成型工艺 317
14.2.2 聚合物基复合材料成型工艺 320
14.2.3 陶瓷基复合材料成型工艺 323
思考题 325
第15章 机械零件材料与成型方法的选择 326
15.1 机械零件的失效 326
15.1.1 机械零件的服役条件 326
15.1.2 机械零件的失效形式 327
15.1.3 机械零件失效的原因 328
15.2 机械零件材料与成型方法的选择原则 328
15.2.1 机械零件材料的选择原则 328
15.2.2 机械零件成型方法的选择原则 330
15.3 典型机械零件材料与成型方法的选择 333
15.3.1 齿轮类零件 333
15.3.2 轴类零件 335
15.3.3 机架箱体类零件 337
15.3.4 工程塑料零件的选材与成型 338
思考题 339
参考文献 340