第1章 材料的种类与性能 1
1．1 材料的种类 2
1．1．1 金属材料 2
1．1．2 高分子材料 3
1．1．3 陶瓷材料 3
1．1．4 复合材料 3
1．2 材料的性能 4
1．2．1 力学性能 4
1．2．2 物理、化学性能 10
1．2．3 工艺性能 11
小结 11
练习与思考 11
第2章 金属的晶体结构与结晶 12
2．1 金属的晶体结构 13
2．1．1 晶体基础 13
2．1．2 常见的金属晶体结构 18
2．2 金属的实际晶体结构 19
2．2．1 多晶体结构和亚结构 19
2．2．2 实际金属晶体缺陷 20
2．3 纯金属的结晶与铸锭 21
2．3．1 纯金属的结晶 21
2．3．2 细化铸态金属晶粒的措施 26
2．3．3 金属的同素异构转变 28
2．3．4 金属的铸锭组织 29
2．3．5 定向凝固和连铸技术以及单晶的制取 30
小结 32
练习与思考 32
第3章 合金的相结构与二元合金相图 33
3．1 合金的相结构 34
3．1．1 基本概念 34
3．1．2 固态合金的相结构 35
3．2 二元合金相图 37
3．2．1 相图的概念 37
3．2．2 匀晶相图 38
3．2．3 共晶相图 40
3．2．4 其他相图 44
3．2．5 二元合金相图的分析步骤 46
3．2．6 相图与性能的关系 47
小结 48
练习与思考 49
第4章 铁碳合金相图与碳钢 50
4．1 铁碳合金相图 51
4．1．1 铁碳合金的基本相及组织 51
4．1．2 铁碳合金相图分析 52
4．1．3 铁碳合金的成分、组织和性能的变化规律 59
4．1．4 铁碳合金相图的应用 61
4．2 碳素钢 62
4．2．1 碳钢中的常存杂质及其对性能的影响 62
4．2．2 碳钢的分类 63
4．2．3 碳钢的牌号、性能及用途 63
小结 68
练习与思考 69
第5章 金属的塑性变形与再结晶 70
5．1 金属的塑性变形 71
5．1．1 金属单晶体的塑性变形 71
5．1．2 金属多晶体的塑性变形 73
5．1．3 塑性变形对合金组织和性能的影响 73
5．2 变形金属在加热时组织和性能的变化 75
5．3 金属的强化机制 76
5．3．1 固溶强化 76
5．3．2 第二相强化 78
5．3．3 细晶强化 81
5．3．4 形变强化 82
小结 83
练习与思考 84
第6章 钢的热处理 85
6．1 钢的热处理原理 86
6．1．1 钢在加热时的转变 87
6．1．2 钢在冷却时的转变 89
6．2 钢的普通热处理 98
6．2．1 钢的退火和正火 98
6．2．2 钢的淬火 101
6．2．3 钢的回火 106
6．3 钢的表面热处理 108
6．3．1 钢的表面淬火 108
6．3．2 化学热处理 110
6．4 钢的其他热处理 113
6．4．1 真空热处理 113
6．4．2 形变热处理 114
6．4．3 热喷涂 114
6．4．4 气相沉积 115
6．5 热处理的结构工艺性 116
6．5．1 尽量避免尖角、棱角、减少台阶 116
6．5．2 零件外形应尽量简单，避免厚薄悬殊的截面 116
6．5．3 尽量采用对称结构 116
6．5．4 尽量采用封闭结构 117
6．5．5 尽量采用组合结构 117
6．5．6 便于加热冷却时装夹、吊挂 117
小结 117
练习与思考 118
第7章 合金钢 121
7．1 合金元素在钢中的作用 122
7．1．1 合金元素对钢中基本相的影响 122
7．1．2 合金元素对铁碳相图的影响 123
7．1．3 合金元素对钢热处理的影响 123
7．2 合金钢分类和牌号 125
7．2．1 合金钢的分类 126
7．2．2 合金钢的编号 126
7．3 合金结构钢 127
7．3．1 低合金结构钢 127
7．3．2 合金渗碳钢 128
7．3．3 合金调质钢 132
7．3．4 合金弹簧钢 135
7．3．5 滚动轴承钢 138
7．4 合金工具钢 140
7．4．1 合金刃具钢 140
7．4．2 合金模具钢 145
7．4．3 合金量具钢 147
7．5 特殊性能钢 149
7．5．1 不锈钢 149
7．5．2 耐热钢 153
7．5．3 耐磨钢 155
小结 157
练习与思考 157
第8章 铸铁 159
8．1 铸铁的石墨化及分类 160
8．1．1 铸铁的石墨化 160
8．1．2 铸铁的分类 162
8．2 常用铸铁 162
8．2．1 普通灰铸铁 162
8．2．2 球墨铸铁 165
8．2．3 可锻铸铁 167
8．2．4 蠕墨铸铁 169
8．3 合金铸铁 170
8．3．1 耐磨铸铁 170
8．3．2 耐热铸铁 170
8．3．3 耐蚀铸铁 171
小结 172
练习与思考 172
第9章 有色金属及合金 174
9．1 铝及铝合金 175
9．1．1 工业纯铝 175
9．1．2 铝合金 175
9．1．3 常用铝合金 176
9．2 铜及铜合金 179
9．2．1 工业纯铜 179
9．2．2 黄铜 180
9．2．3 青铜 182
9．3 滑动轴承合金 184
9．3．1 轴承合金的性能要求和组织特征 184
9．3．2 轴承合金的分类及牌号 185
小结 186
练习与思考 187
第10章 其他工程材料 188
10．1 塑料 189
10．1．1 塑料的组成 189
10．1．2 塑料的分类 189
10．1．3 塑料的成形方法 190
10．1．4 塑料的性能 190
10．1．5 常用工程塑料 190
10．2 橡胶 193
10．2．1 橡胶的组成 193
10．2．2 橡胶的种类 193
10．3 陶瓷 195
10．3．1 陶瓷材料制作工艺 195
10．3．2 陶瓷材料的显微结构及性能 196
10．3．3 常用工业陶瓷及其应用 197
10．4 复合材料 199
10．4．1 复合材料的分类 199
10．4．2 复合材料的性能特点 199
10．4．3 复合材料简介 200
10．5 新型工程材料简介 202
10．5．1 纳米材料 202
10．5．2 超导材料 203
10．5．3 储氢材料 204
10．5．4 超硬材料 204
10．5．5 光纤材料 205
10．5．6 隐身材料 205
10．5．7 压电材料 206
10．5．8 非晶合金 207
10．5．9 形状记忆合金 207
小结 208
练习与思考 208
第11章 机械零件的失效分析与选材 210
11．1 机械零件的失效分析 211
11．1．1 零件的失效形式 211
11．1．2 零件失效的原因 213
11．1．3 失效分析的步骤、方法 213
11．2 选材的一般原则 214
11．2．1 失效形式分析 214
11．2．2 材料的工艺性能原则 215
11．2．3 材料的经济性原则 215
11．3 典型零件的选材与工艺 216
11．3．1 提高疲劳强度与耐磨性的选材与工艺 216
11．3．2 齿轮类与轴类零件的选材与工艺 217
小结 221
练习与思考 222
第12章 铸造 223
12．1 铸造工艺基础 224
12．1．1 合金的流动性及充型能力 224
12．1．2 铸件的凝固方式 226
12．1．3 铸造合金的收缩 227
12．1．4 铸造应力 230
12．1．5 铸件的变形 231
12．1．6 铸件的裂纹 232
12．1．7 铸件的常见缺陷 232
12．2 砂型铸造 234
12．2．1 造型材料 234
12．2．2 砂型铸造造型方法 235
12．2．3 铸造工艺设计 238
12．3 特种铸造 243
12．3．1 熔模铸造（失蜡铸造） 244
12．3．2 金属型铸造 245
12．3．3 压力铸造 247
12．3．4 低压铸造 248
12．3．5 离心铸造 248
12．4 铸件结构设计 249
12．4．1 铸造工艺对铸件结构设计的要求 249
12．4．2 合金铸造性能对铸件结构设计的要求 252
12．4．3 不同铸造方法对铸件结构的要求 255
12．5 铸造新技术与发展趋势 257
12．5．1 造型技术的发展 257
12．5．2 快速原型制造技术 258
12．5．3 计算机在铸造中的应用 258
小结 259
练习与思考 259
第13章 锻压 262
13．1 锻压加工工艺基础 264
13．1．1 金属的热加工和冷加工 264
13．1．2 金属的锻造性能 265
13．1．3 锻造比及流线组织 267
13．1．4 金属的塑性变形规律 268
13．2 常用锻造方法 269
13．2．1 自由锻 269
13．2．2 模锻 272
13．3 板料冲压 281
13．3．1 板料冲压特点及应用 281
13．3．2 冲裁 281
13．3．3 拉伸 283
13．3．4 弯曲 285
13．3．5 成形 286
13．3．6 板料冲压件的结构工艺性 287
13．4 现代塑性加工与发展趋势 289
13．4．1 精密模锻 289
13．4．2 挤压 290
13．4．3 轧制成形 291
13．4．4 超塑性变形 292
13．4．5 塑性加工发展趋势 293
小结 294
练习与思考 295
第14章 焊接 297
14．1 焊接工程理论基础 298
14．1．1 熔焊冶金过程 298
14．1．2 焊接接头组织和性能 299
14．1．3 焊接应力与变形 301
14．2 常用焊接方法 304
14．2．1 手工电弧焊 304
14．2．2 埋弧自动焊 307
14．2．3 气体保护焊 309
14．2．4 压焊与钎焊 311
14．3 常用金属材料的焊接 315
14．3．1 金属材料的焊接性 315
14．3．2 碳钢及低合金结构钢的焊接 317
14．3．3 不锈钢的焊接 318
14．3．4 铸铁的焊补 318
14．3．5 非铁金属的焊接 319
14．4 焊接结构工艺性 320
14．4．1 焊接结构的材料选择 320
14．4．2 焊接方法的选择 321
14．4．3 焊接接头的工艺设计 321
14．5 现代焊接技术与发展趋势 324
14．5．1 等离子弧焊接与切割 325
14．5．2 电子束焊接 326
14．5．3 激光焊接 327
14．5．4 扩散焊接 328
14．5．5 焊接技术的发展趋势 328
小结 329
练习与思考 329
第15章 毛坯的选择 331
15．1 毛坯的选择原则 332
15．1．1 毛坯的种类及成形方法的比较 332
15．1．2 毛坯的选择原则 334
15．2 零件的结构分析及毛坯选择 335
15．2．1 轴杆类零件 335
15．2．2 盘套类零件 336
15．2．3 机架、壳体类零件 337
15．3 毛坯选择实例 338
小结 340
练习与思考 340
参考文献 341