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绪论1

第一章 工程材料4

1.1 概述4

1.1.1 材料技术在机械工业中的作用4

1.1.2 材料科学的任务5

1.2 固体材料的性能5

1.3 固体材料的结构11

1.3.1 固体的结合键11

1.3.2 工程材料按结合键性质分类12

1.3.3 晶体与非晶体结构13

1.3.4 实际金属结构16

1.4.2 金属结晶过程18

1.4 金属的结晶18

1.4.1 结晶的概念18

1.4.3 铸态晶粒的大小19

1.4.4 金属的同素异构转变20

1.4.5 金属铸锭的组织20

1.5 二元合金21

1.5.1 二元合金的晶体结构21

1.5.2 二元合金相图22

1.6 铁碳合金23

1.6.1 铁碳合金基本组织25

1.6.2 铁碳合金状态图26

1.7.1 碳钢的分类29

1.7.2 碳钢的牌号29

1.7 碳钢29

1.8 钢的热处理30

1.8.1 概述30

1.8.2 钢在加热时的转变30

1.8.3 钢在冷却时的转变32

1.8.4 常用的钢的热处理33

1.9 钢中的合金元素38

1.9.1 合金元素在钢中的分布38

1.9.2 合金元素对铁碳系平衡相图影响39

1.9.3 合金元素对钢冷却时相变的影响39

1.9.4 合金元素对钢的力学性能的影响39

1.10 合金钢40

1.11.1 铸铁的分类及特性42

1.11 铸铁42

1.11.2 铸铁的石墨化过程43

1.11.3 铸铁的牌号与性能44

1.12 非铁金属材料45

1.12.1 铝及铝合金46

1.12.2 铜及铜合金47

1.12.3 轴承合金48

1.13 现代材料及发展48

1.13.1 结构材料49

1.13.2 功能材料53

1.14 材料选用的技术经济原则54

1.14.1 选材适用原则54

1.14.2 技术经济评价指标59

思考题及习题61

2.1 概述63

第二章 铸造成形63

2.2 铸件成形理论基础64

2.2.1 金属的充型64

2.2.2 金属的凝固65

2.2.3 铸件凝固时间的计算70

2.2.4 合金的收缩、应力及变形72

2.3 砂型铸造工艺分析76

2.3.1 浇注位置和分型面的确定76

2.3.2 主要工艺参数的确定78

2.3.3 铸造工艺图的制定79

2.4 铸件的结构设计80

2.5.1 气动微振压实造型82

2.5 砂型铸造方法82

2.5.2 高压造型83

2.5.3 真空密封造型85

2.5.4 气流冲击造型85

2.5.5 冷冻造型86

2.6 特种铸造87

2.6.1 熔模铸造87

2.6.2 金属型铸造88

2.6.3 离心铸造88

2.6.4 压力铸造90

2.6.5 低压铸造93

2.6.6 陶瓷型铸造94

2.6.7 实型铸造95

2.6.8 磁性铸造96

2.6.9 石墨型铸造96

2.6.10 真空吸铸96

2.6.11 差压铸造97

2.6.12 现代整体精铸及快速凝固成形技术97

2.6.13 常用铸造方法的比较97

2.7 铸造成形的技术经济性分析98

2.7.1 铸件的生产成本分析98

2.7.2 实现少无切削加工的经济分析99

2.7.3 以铁代钢的成本分析100

2.7.4 铸造质量的经济性分析101

2.8 铸造技术的发展趋势102

思考题及习题103

第三章 锻压成形107

3.1 概述107

3.2 塑性成形的理论基础108

3.2.1 塑性变形的实质108

3.2.2 塑性变形后金属组织和性能的变化110

3.2.3 金属的锻造性能112

3.2.4 塑性成形的力学分析方法114

3.3 锻造116

3.3.1 自由锻造116

3.3.2 模型锻造125

3.3.3 胎模锻简介135

3.4 板料冲压136

3.4.1 冲压的基本工序137

3.4.2 冲压模具142

3.4.3 冲压机械化、自动化与柔性加工系统144

3.5 锻压新工艺简介145

3.5.1 精密模锻146

3.5.2 精密冲裁147

3.5.3 回转成形(轧锻)147

3.5.4 零件挤压149

3.5.5 超塑性成形149

3.5.6 粉末锻造151

3.5.7 液态模锻152

3.5.8 高能率成形153

思考题及习题154

第四章 焊接成形156

4.1 概述156

4.2 焊接方法157

4.2.1 电弧焊基本概念157

4.2.2 手工电弧焊161

4.2.3 二氧化碳气体保护焊162

4.2.4 氩弧焊163

4.2.5 埋弧自动焊165

4.2.6 电阻焊165

4.2.7 钎焊168

4.3 其他焊接方法169

4.3.1 气焊与气割169

4.3.3 堆焊与喷涂170

4.3.2 等离子弧切割170

4.3.4 螺柱焊技术171

4.3.5 电渣焊171

4.3.6 窄间隙焊171

4.3.7 焊接方法的选用171

4.4 焊接接头173

4.4.1 焊接接头的组织与性能173

4.4.2 焊接接头的缺陷174

4.5 常用金属材料的焊接175

4.5.1 金属焊接性的概念175

4.5.2 常用金属材料的焊接175

4.6.1 陶瓷的焊接177

4.6 其他材料的焊接177

4.6.2 塑料的焊接178

4.7 焊接结构设计简介178

4.7.1 焊接应力与变形178

4.7.2 焊接接头与坡口179

4.7.3 焊缝位置的设计179

4.8 胶接180

4.8.1 胶接的基本原理181

4.8.2 胶接的主要特点181

4.8.3 胶接工艺181

4.8.4 胶接应用举例182

4.9 焊接新技术简介182

4.9.1 激光切割182

4.9.2 水射流切割182

4.9.3 数控切割技术183

4.9.4 电子束焊184

4.9.5 激光焊184

4.9.6 摩擦焊185

4.9.7 扩散焊186

4.9.8 波峰焊技术186

4.9.9 管焊技术186

4.9.10 焊接机器人与自动生产线187

思考题及习题191

第五章 非金属材料的成形193

5.1 塑料的成形与加工193

5.1.1 塑料的组成193

5.1.2 塑料的分类和性能194

5.1.3 塑料的成形方法195

5.1.4 塑料的加工方法198

5.2 橡胶的成形加工199

5.2.1 橡胶的组成199

5.2.2 橡胶的分类和性能200

5.2.3 橡胶的成形加工200

5.3 陶瓷的成形加工201

5.3.1 陶瓷材料简介202

5.3.2 陶瓷的成形加工202

5.4 复合材料的成形204

5.4.1 复合材料的成形方法204

5.4.2 复合材料的二次加工206

思考题及习题207

6.1.2 表面处理技术的分类208

6.1.1 表面处理技术的特点和用途208

第六章 材料的表面处理技术208

6.1 概述208

6.2 电镀与化学镀209

6.2.1 普通电镀209

6.2.2 电刷镀211

6.2.3 化学镀211

6.2.4 复合镀212

6.3 化学转化膜技术212

6.3.1 钢铁的氧化(发蓝)212

6.3.2 钢铁的磷化213

6.3.3 铝及铝合金的氧化213

6.4.1 物理气相沉积214

6.4 气相沉积技术214

6.4.2 化学气相沉积216

6.5 热喷涂技术216

6.5.1 热喷涂的特点及应用216

6.5.2 热喷涂方法217

6.6 涂料涂装技术220

6.6.1 涂料的组成与分类220

6.6.2 涂装工艺221

6.7 金属的着色和染色222

6.8 表面处理技术的新发展222

思考题及习题223

主要参考文献224