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绪论1

第一篇机械工程材料基础4

第一章 金属的力学性能4

第一节 拉伸试验及强度和塑性4

一、拉伸试验及拉伸曲线4

二、常用强度判据5

三、塑性判据6

第二节 硬度7

一、布氏硬度7

二、洛氏硬度8

第三节 冲击吸收功9

第四节 疲劳极限10

第五节 断裂韧度11

思考题与习题12

第二章 金属的晶体结构与结晶13

第一节 金属的晶体结构13

一、金属是晶体13

二、晶体结构的基本概念13

三、三种典型的金属晶体结构14

第二节 金属的实际晶体结构16

一、单晶体和多晶体16

二、晶体缺陷16

一、结晶的基本概念18

第三节 纯金属的结晶与铸锭18

二、结晶时晶核的形成和长大过程19

三、金属结晶后的晶粒大小19

四、铸锭的组织20

第四节 合金的相结构21

一、概述21

二、合金的相结构21

三、合金的组织23

第五节 二元合金相图23

思考题与习题25

一、单晶体的塑性变形26

第一节 金属的塑性变形26

第三章 金属的塑性变形与再结晶26

二、多晶体的塑性变形28

三、塑性变形后金属的组织与性能29

第二节 变形金属在加热时组织和性能的变化30

一、回复30

二、再结晶31

三、再结晶后的晶粒长大31

第三节 金属的热变形加工32

一、热变形加工与冷变形加工的区别32

二、金属热变形加工时组织和性能的变化32

思考题与习题33

一、纯铁的同素异构转变34

二、铁碳合金的基本相及其性能34

第四章 铁碳相图34

第一节 铁碳合金的组元与基本相34

第二节 Fe-Fe3C相图分析35

一、两条恒温转变线36

二、相区及其主要特性点和特性线的分析36

第三节 典型合金的结晶过程及组织37

一、共析钢的结晶过程分析37

二、亚共析钢的结晶过程分析38

三、过共析钢的结晶过程分析38

四、共晶白口铸铁的结晶过程分析39

五、亚共晶白口铸铁的结晶过程分析39

六、过共晶白口铸铁的结晶过程分析40

二、铁碳合金含碳量与力学性能的关系41

第四节 含碳量与铁碳合金组织及性能的关系41

一、铁碳合金含碳量与组织的关系41

第五节 铁碳相图的应用42

一、在选材方面的应用42

二、在铸造方面的应用42

三、在压力加工方面的应用42

四、在焊接方面的应用43

五、在热处理方面的应用43

思考题与习题43

第五章 钢的热处理44

第一节 钢在加热时的转变44

一、奥氏体的形成过程44

二、奥氏体晶粒的长大及其影响因素45

第二节 钢在冷却时的转变47

一、过冷奥氏体的等温转变47

二、过冷奥氏体的连续冷却转变50

三、连续冷却转变图与等温冷却转变图的比例和应用52

第三节 钢的普通热处理52

一、钢的退火52

二、钢的正火53

三、钢的淬火53

四、钢的淬透性55

五、回火57

第四节 钢的表面热处理和化学热处理58

一、表面淬火58

二、化学热处理59

第五节 热处理新技术简介60

一、可控气氛热处理60

二、真空热处理61

三、形变热处理61

四、化学热处理61

五、激光热处理和电子束表面淬火61

第六节 热处理工艺的应用62

一、热处理的技术条件62

二、热处理工序位置的确定62

三、热处理零件结构的工艺性64

思考题与习题65

一、钢的分类66

第六章 工业用钢66

第一节 钢的分类和牌号66

二、我国工业用钢的牌号表示方法70

第二节 杂质元素和合金元素在钢中的作用71

一、主要常存元素在非合金钢中的作用71

二、合金元素对钢基本相的影响72

三、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响72

四、合金元素对钢热处理的影响73

第三节 非合金钢74

三、碳素工具钢75

四、易切削结构钢75

二、优质碳素结构钢75

一、碳素结构钢75

五、工程用铸造碳钢78

第四节 低合金钢79

一、低合金高强度结构钢79

二、低合金耐候钢81

三、低合金专业用钢81

第五节 机械结构用合金钢82

一、合金渗碳钢82

二、合金调质钢、非调质钢和低碳马氏体钢83

三、合金弹簧钢84

四、滚动轴承钢85

五、超高强度钢85

一、合金工具钢86

第六节 合金工具钢和高速工具钢86

二、高速工具钢89

第七节 特殊性能钢90

一、不锈钢90

二、耐热钢91

三、耐磨钢92

思考题与习题93

第七章 铸铁95

第一节 概述95

第二节 铸铁的石墨化96

一、铁碳合金双重相图96

二、石墨化过程96

三、影响石墨化的因素97

第三节 一般工程应用铸铁98

一、灰铸铁98

二、球墨铸铁99

三、可锻铸铁100

四、蠕墨铸铁101

第四节 特殊性能铸铁102

一、耐磨铸铁102

二、耐热铸铁103

三、耐蚀铸铁103

思考题与习题103

一、纯铝105

第一节 铝及其合金105

第八章 非铁金属材料105

二、铝合金的分类106

三、铝合金的强化途径106

四、变形铝合金107

五、铸造铝合金108

第二节 铜及其合金110

一、纯铜110

二、黄铜110

三、青铜111

一、滑动轴承的工作条件及对轴承合金的性能要求113

第三节 滑动轴承合金113

二、常用的轴承合金114

第四节 硬质合金与粉末冶金115

一、粉末冶金工艺简介115

二、粉末冶金的应用116

三、硬质合金116

思考题与习题116

第九章 非金属材料与复合材料117

第一节 有机高分子材料基础知识117

一、高聚物分子的组成117

二、高聚物的人工合成117

四、高聚物链的柔顺性118

五、高聚物分子间的结合状态118

三、高聚物分子的形态118

六、高聚物的力学状态119

七、有机高分子材料的组成及性能特点120

第二节 工程塑料121

一、塑料的组成121

二、塑料的分类121

三、常用工程塑料的性能和用途122

四、塑料制品的成型方法123

第三节 合成橡胶125

一、橡胶的特性和应用125

二、橡胶的组成126

三、常用橡胶126

二、胶粘剂的分类原则及表示方法127

第四节 胶粘剂与胶接技术127

一、胶粘剂的组成127

三、胶粘剂的胶接机理129

四、常用胶粘剂129

五、胶接的特点与应用131

六、胶接技术132

第五节 陶瓷材料134

一、陶瓷的分类134

二、陶瓷材料的制作工艺及组织结构134

三、陶瓷材料的性能特点135

四、常用工程结构陶瓷的种类、性能和用途135

二、复合结构材料的种类136

第六节 复合材料136

一、复合强化原理136

三、复合材料的性能特点137

思考题与习题137

第十章 工程材料的表面处理138

第一节 概述138

一、材料表面处理的目的138

二、表面处理方法分类138

三、表面预处理139

第二节 气相沉积140

一、化学气相沉积140

二、物理气相沉积141

一、氧化处理142

第三节 化学转化膜技术142

二、钢铁的磷化处理144

第四节 电镀和化学镀145

一、电镀的基本原理和镀层功用145

二、电镀金属145

三、塑料基体上的电镀146

四、化学镀146

第五节 涂料与涂装工艺146

一、涂料147

二、涂装工艺149

思考题与习题150

一、合金的铸造性能151

第一节 铸造工艺基础151

第二篇热加工工艺基础151

第十一章 铸造151

二、铸造缺陷分析与铸件质量控制154

第二节 砂型铸造工艺160

一、浇注位置与分型面的选择160

二、工艺参数的选择162

第三节 铸件的结构工艺性165

一、铸件质量对铸件结构的要求165

二、铸造工艺对零件结构的要求166

三、不同铸造合金对铸件结构的要求168

一、熔模铸造169

第四节 特种铸造简介169

二、金属型铸造170

三、压力铸造172

四、低压铸造173

五、离心铸造174

六、各种铸造方法比较174

思考题与习题175

第十二章 锻压178

第一节 概述178

一、锻压的基本生产方式178

二、金属的可锻性179

第二节 自由锻180

三、锻造比180

一、自由锻的基本工序181

二、自由锻工艺规程的制订181

三、自由锻锻件结构工艺性183

第三节 模锻185

一、锤上模锻185

二、胎模锻190

三、压力机上的模锻191

第四节 板料冲压192

一、冲压模具192

二、板料冲压的基本工序193

第五节 锻压新工艺简介195

三、板料冲压件的结构工艺性195

一、高速高能成形196

二、精密模锻197

三、液态成形197

四、超塑性成形198

思考题与习题198

第十三章 焊接200

第一节 概述200

第二节 熔焊冶金原理201

一、熔焊的冶金过程201

二、焊接接头的组织和性能202

一、埋弧自动焊204

第三节 常用焊接方法204

二、气体保护焊206

三、电渣焊208

四、电阻焊209

五、钎焊211

六、常用焊接方法的比较和选用212

第四节 焊接应力与变形及其防止措施213

一、焊接变形的基本形式213

二、预防焊接变形的工艺措施214

三、焊接变形的矫正215

第五节 常用金属材料的焊接215

一、金属材料的焊接性215

二、碳素结构钢和低合金高强度结构钢的焊接216

三、不锈钢的焊接218

四、铸铁的焊补218

五、非铁金属的焊接219

第六节 焊接结构工艺性220

一、焊接结构材料的选择220

二、焊缝布置220

三、焊接接头设计221

第七节 焊接质量检验225

一、焊接检验过程225

二、焊接检验方法225

第八节 焊接新技术简介226

一、等离子弧焊接和切割227

二、真空电子束焊接228

三、激光焊接与切割229

四、扩散焊接230

五、摩擦焊230

思考题与习题231

第十四章 机械零件材料和毛坯的选择233

第一节 机械零件的失效形式233

一、变形失效233

二、断裂失效233

三、表面损伤失效234

一、零件选材的一般原则235

第二节 零件材料及毛坯工艺技术选择235

二、毛坯生产工艺技术的合理选择238

第三节 典型零件的选材及工艺路线分析241

一、齿轮类零件选材241

二、轴类零件选材243

思考题与习题245

第三篇机械加工工艺基础246

第十五章 金属切削加工的基础知识246

第一节 切削运动及切削要素246

一、零件表面的形成246

二、切削运动246

三、切削要素247

一、刀具材料248

第二节 刀具材料及刀具几何形状248

二、刀具角度251

第三节 金属的切削过程254

一、切屑形成过程及切屑种类254

二、积屑瘤254

三、切削力和切削功率255

四、切削热和切削温度256

五、刀具磨损和刀具耐用度256

第四节 切削加工技术经济分析257

一、切削加工主要技术经济指标257

三、工件材料的切削加工性260

二、选择切削用量的一般原则260

第五节 金属切削机床的基础知识261

一、金属切削机床的分类及型号261

二、卧式车床的传动系统分析263

三、自动机床和数控机床简介267

思考题与习题269

第十六章 各种表面的加工方法271

第一节 外圆表面加工271

一、外圆表面的车削加工271

二、外圆表面的磨削加工273

三、外圆表面加工方案277

第二节 内圆表面加工278

一、钻孔279

三、铰孔280

二、扩孔280

四、镗孔281

五、孔的拉削加工282

六、孔的加工方案制订282

第三节 平面加工283

一、刨削加工平面283

二、铣削加工平面284

三、磨削加工平面285

四、平面加工方案制订285

第四节 螺纹加工285

一、车削螺纹285

三、搓制螺纹(搓丝)286

二、铣削螺纹286

四、磨削螺纹287

第五节 齿轮齿形加工287

一、成形法加工287

二、展成法加工288

三、齿形加工工艺方案分析290

第六节 光整加工291

一、超精加工291

二、镜面磨削292

三、研磨292

四、珩磨293

第七节 特种加工293

三、电解加工294

一、电火花加工294

二、线切割加工294

四、激光加工295

五、超声波加工295

第八节 零件的结构工艺性296

一、切削加工对零件结构工艺性的要求296

二、机械加工零件结构工艺性实例296

思考题与习题298

第十七章 机械加工工艺过程基本知识300

第一节 生产过程与工艺过程300

一、生产过程300

二、工艺过程及其组成300

二、不同生产类型的工艺特点302

第二节 生产类型及其工艺特点302

一、生产纲领与生产类型302

第三节 工件的定位、安装与基准303

一、工件定位303

二、工件的安装304

三、基准306

第四节 机械加工工艺规程的制订308

一、机械加工工艺规程308

二、制订工艺规程的原始资料及步骤308

思考题与习题311

主要参考文献312