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第1章 金属的力学性能1

1.1强度与塑性2

1.1.1拉伸试验及拉伸曲线2

1.1.2常用强度判据3

1.1.3塑性判据4

1.2硬度5

1.2.1布氏硬度5

1.2.2洛氏硬度6

1.3韧性与疲劳7

1.3.1韧性7

1.3.2疲劳9

思考题10

第2章 金属的晶体结构与结晶11

2.1金属的晶体结构12

2.1.1晶体结构的基本知识12

2.1.23种典型的金属晶体结构13

2.2金属的实际晶体结构14

2.3纯金属的结晶15

2.3.1结晶的基本概念15

2.3.2结晶时晶核的形成和长大过程16

2.3.3金属结晶后的晶粒大小16

2.4合金的结晶16

2.4.1概述16

2.4.2合金的相结构17

2.4.3合金的组织18

2.4.4二元合金相图19

思考题21

第3章 金属的塑性变形与再结晶22

3.1金属的塑性变形23

3.1.1单晶体的塑性变形23

3.1.2多晶体的塑性变形25

3.1.3塑性变形后金属的组织与性能25

3.2变形金属加热后的再结晶27

3.2.1回复27

3.2.2再结晶27

3.2.3再结晶后的晶粒长大28

3.3金属的热变形加工28

3.3.1热变形加工与冷变形加工的区别29

3.3.2金属热变形加工时组织和性能的变化29

思考题30

第4章 铁碳合金31

4.1铁碳合金的组元与基本相32

4.1.1纯铁的同素异构转变32

4.1.2铁碳合金的基本相及其性能33

4.2Fe-Fe3C相图33

4.3典型合金的结晶过程分析35

4.3.1共析钢的结晶过程分析36

4.3.2亚共析钢的结晶过程分析36

4.3.3过共析钢的结晶过程分析37

4.3.4共晶白口铁的结晶过程分析38

4.3.5亚共晶白口铁的结晶过程分析38

4.3.6过共晶白口铁的结晶过程分析39

4.4含碳量与铁碳合金组织及性能的关系40

4.4.1铁碳合金含碳量与组织的关系40

4.4.2铁碳合金含碳量与力学性能的关系40

4.5铁碳相图的应用41

4.5.1在选材方面的应用41

4.5.2在铸造方面的应用41

4.5.3在压力加工方面的应用42

4.5.4在焊接方面的应用42

4.5.5在热处理方面的应用42

思考题42

第5章 钢的热处理43

5.1钢在加热时的组织转变44

5.1.1奥氏体的形成过程45

5.1.2奥氏体晶粒的长大及其影响因素45

5.2钢在冷却时的转变46

5.2.1过冷奥氏体的等温转变46

5.2.2过冷奥氏体的连续冷却转变48

5.2.3连续冷却转变图与等温冷却转变图的对比分析49

5.3钢的常用热处理方法49

5.3.1钢的退火49

5.3.2钢的正火50

5.3.3钢的淬火51

5.3.4钢的回火53

5.3.5钢的表面热处理53

5.4热处理新工艺简介55

5.4.1可控气氛热处理55

5.4.2真空热处理55

5.4.3形变热处理55

5.4.4化学热处理55

5.4.5激光热处理和电子束表面淬火56

5.5热处理工艺的编制56

5.5.1热处理技术条件的确定57

5.5.2热处理工序位置的确定57

5.5.3热处理零件结构的工艺性58

思考题59

第6章 工业用钢60

6.1钢的分类和牌号61

6.1.1钢的分类61

6.1.2我国工业用钢牌号的表示方法62

6.2杂质元素和合金元素在钢中的作用64

6.2.1主要常存元素在非合金钢中的作用64

6.2.2合金元素对钢基本相的影响64

6.2.3合金元素对Fe-Fe3C相图的影响65

6.2.4合金元素对钢热处理的影响66

6.3非合金钢（碳钢）68

6.3.1碳素结构钢68

6.3.2优质碳素结构钢69

6.3.3碳素工具钢71

6.3.4易切削结构钢72

6.3.5工程用铸钢73

6.4低合金钢73

6.4.1低合金高强度结构钢73

6.4.2低合金耐候钢75

6.4.3低合金专业用钢75

6.5机械结构用合金钢76

6.5.1合金渗碳钢76

6.5.2合金调质钢、非调质钢和低碳马氏体钢76

6.5.3合金弹簧钢80

6.5.4滚动轴承钢82

6.5.5超高强度钢82

6.6合金工具钢和高速工具钢83

6.6.1合金工具钢83

6.6.2高速工具钢86

6.7特殊性能钢87

6.7.1不锈钢87

6.7.2耐热钢89

6.7.3耐磨钢89

思考题90

第7章 铸铁92

7.1概述93

7.2铸铁的石墨化94

7.2.1铁碳合金双重相图94

7.2.2石墨化过程94

7.2.3影响石墨化的因素95

7.3一般工程应用铸铁95

7.3.1灰铸铁95

7.3.2球墨铸铁97

7.3.3可锻铸铁99

7.3.4蠕墨铸铁100

7.4特殊性能铸铁100

7.4.1耐磨铸铁100

7.4.2耐热铸铁101

7.4.3耐蚀铸铁101

思考题101

第8章 非铁金属材料102

8.1铝及其合金103

8.1.1纯铝103

8.1.2铝合金的分类104

8.1.3铝合金的强化途径104

8.1.4形变铝合金105

8.1.5铸造铝合金107

8.2铜及其合金109

8.2.1纯铜109

8.2.2黄铜109

8.2.3青铜111

8.3滑动轴承合金113

8.3.1滑动轴承的工作条件及对轴承合金的性能要求113

8.3.2常用的轴承合金113

8.4硬质合金与粉末冶金115

8.4.1粉末冶金工艺简介115

8.4.2粉末冶金的应用115

8.4.3硬质合金116

思考题116

第9章 非金属材料与复合材料117

9.1高分子材料基础知识118

9.1.1高聚物分子的组成118

9.1.2高聚物的人工合成119

9.1.3高聚物分子的形态120

9.1.4高聚物链的柔顺性120

9.1.5高聚物分子间的结合状态121

9.1.6高聚物的力学状态121

9.1.7有机高分子材料的组成及性能特点122

9.2工程塑料124

9.2.1塑料的组成124

9.2.2塑料的分类124

9.2.3常用工程塑料的性能和用途125

9.2.4塑料制品的成型方法127

9.3合成橡胶129

9.3.1橡胶的特点与应用129

9.3.2橡胶的组成129

9.3.3常用橡胶130

9.4陶瓷材料130

9.4.1陶瓷的分类130

9.4.2陶瓷材料的制作工艺及组织结构131

9.4.3陶瓷材料的性能特点132

9.4.4常用工程结构陶瓷的种类、性能和用途132

9.5复合材料134

9.5.1复合强化原理134

9.5.2复合结构材料的种类135

9.5.3复合材料的性能特点135

思考题136

第10章 铸造137

10.1铸造工艺基础138

10.1.1合金的铸造性能138

10.1.2铸造缺陷分析与铸件质量控制142

10.2铸造工艺148

10.2.1浇注位置与分型面的选择148

10.2.2工艺参数的选择151

10.3铸件的结构工艺性153

10.3.1铸件质量对铸件结构的要求154

10.3.2铸造工艺对零件结构的要求156

10.3.3不同铸造合金对铸件结构的要求158

10.4特种铸造简介159

10.4.1熔模铸造159

10.4.2金属型铸造160

10.4.3压力铸造162

10.4.4低压铸造163

10.4.5离心铸造164

10.4.6各种铸造方法比较164

思考题165

第11章 锻压168

11.1概述169

11.1.1锻压的基本生产方式169

11.1.2金属的可锻性169

11.1.3锻造比170

11.2自由锻171

11.3模锻174

11.3.1锤上模锻174

11.3.2胎模锻176

11.3.3压力机上的模锻177

11.4板料冲压178

11.4.1冲压模具178

11.4.2板料冲压的基本工序178

11.4.3板料冲压件的结构工艺性180

11.5锻压新工艺简介181

11.5.1高速高能成型181

11.5.2精密模锻181

11.5.3液态成型181

11.5.4超塑性成型182

思考题182

第12章 焊接183

12.1概述184

12.2熔焊冶金原理185

12.2.1熔焊的冶金过程185

12.2.2焊接接头的组织和性能185

12.3常用焊接方法187

12.3.1埋弧自动焊187

12.3.2气体保护焊188

12.3.3电渣焊189

12.3.4电阻焊190

12.3.5钎焊191

12.3.6常用焊接方法的比较和选用191

12.4焊接应力与变形及其预防措施191

12.4.1焊接变形的基本形式191

12.4.2预防焊接变形的工艺措施192

12.4.3焊接变形的矫正193

12.5常用金属材料的焊接194

12.5.1金属材料的焊接性194

12.5.2碳素结构钢和低合金高强度结构钢的焊接194

12.5.3不锈钢的焊接195

12.5.4铸铁的焊补195

12.5.5非铁金属的焊接196

12.6焊接结构工艺性196

12.6.1焊接结构材料的选择196

12.6.2焊缝布置197

12.6.3焊接接头设计198

12.7焊接质量检验200

12.7.1焊接检验过程200

12.7.2焊接检验方法200

12.8焊接新技术简介201

12.8.1等离子弧焊接与切割201

12.8.2真空电子束焊接202

12.8.3激光焊接与切割202

12.8.4扩散焊接203

12.8.5摩擦焊203

思考题203

第13章 胶接205

13.1胶接的基本原理206

13.2胶黏剂的组成与分类206

13.3胶黏过程207

13.4接头设计208

思考题210

第14章 金属切削加工的基础知识211

14.1切削运动及切削要素212

14.1.1切削运动212

14.1.2工件上的加工表面212

14.1.3切削要素212

14.2刀具材料及刀具几何形状214

14.2.1刀具材料214

14.2.2刀具角度218

14.3金属的切削过程220

14.3.1切屑形成过程及切屑种类220

14.3.2积屑瘤221

14.3.3切削力和切削功率221

14.3.4切削热和切削温度222

14.3.5刀具磨损和刀具耐用度223

14.4切削加工技术经济分析224

14.4.1零件加工质量224

14.4.2切削加工的生产率和经济性226

14.4.3工件材料的切削加工性227

14.5金属切削机床的基础知识228

14.5.1金属切削机床的分类及型号228

14.5.2自动机床和数控机床简介230

14.6切削加工新技术简介233

14.6.1高速切削加工技术233

14.6.2干切削加工技术234

14.6.3硬切削加工技术234

14.6.4精密和超精密切削加工技术234

14.6.5虚拟切削技术234

思考题235

第15章 各种表面的加工方法237

15.1外圆表面加工238

15.1.1外圆表面的车削加工238

15.1.2外圆表面的磨削加工240

15.1.3外圆表面加工方案245

15.2内圆表面加工245

15.2.1钻孔245

15.2.2扩孔247

15.2.3铰孔247

15.2.4镗孔248

15.2.5孔的拉削加工248

15.2.6孔的加工方案制定249

15.3平面加工249

15.3.1刨削加工平面250

15.3.2铣削加工平面250

15.3.3磨削加工平面252

15.3.4平面加工方案制定252

15.4螺纹加工252

15.4.1车削螺纹253

15.4.2铣削螺纹253

15.4.3搓制螺纹254

15.4.4磨削螺纹254

15.5齿轮齿形加工254

15.5.1成型法加工254

15.5.2展成法加工255

15.5.3齿形加工工艺方案分析258

15.6光整加工258

15.6.1超精加工259

15.6.2镜面磨削259

15.6.3研磨259

15.6.4珩磨260

15.7特种加工261

15.7.1电火花加工261

15.7.2线切割加工262

15.7.3电解加工262

15.7.4激光加工263

15.7.5超声波加工263

15.8零件的结构工艺性264

15.8.1切削加工对零件结构工艺性的要求264

15.8.2机械加工零件结构工艺性实例264

思考题266

参考文献267