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绪论 1

第一节 材料的发展推动了社会的进步 1

第二节 我国材料及热加工的发展 1

第三节 本课程的教学内容以及目的和任务 3

第一章 金属的力学性能 4

第一节 强度、刚度与塑性 4

一、强度 4

二、刚度 5

三、塑性 6

第二节 硬度 7

一、布氏硬度 7

二、洛氏硬度 9

三、维氏硬度 9

四、其他硬度 10

第三节 冲击韧度 11

一、大能量一次冲击 11

二、小能量多次冲击 12

第四节 疲劳强度 13

一、疲劳现象 13

二、疲劳强度 14

三、提高疲劳强度的方法 14

第五节 断裂韧度简介 15

一、断裂韧度概念的建立 15

二、断裂韧度KIc的测定 15

三、断裂韧度的KIc应用 16

习题与思考题 16

第二章 金属的结晶与晶体结构 18

第一节 金属的结晶 18

一、纯金属的结晶 18

二、合金的结晶 22

第二节 纯金属的晶体结构 24

一、晶体结构的基本概念 24

二、典型的金属晶格类型 25

三、原子排列的紧密程度 27

四、实际金属的内部结构 27

第三节 合金的晶体结构 30

一、基本概念 30

二、固溶体 31

三、金属化合物 33

四、合金中相的组成 35

习题与思考题 35

第三章 铁碳合金 37

第一节 基本概念 37

一、纯铁的同素异晶转变 37

二、铁碳合金的基本相 38

第二节 铁碳合金相图 39

一、Fe-Fe3c相图分析 39

二、典型合金的结晶过程分析 41

第三节 铁碳合金的含碳量与组织、性能的关系 46

一、含碳量与铁碳相图组织的关系 46

二、含碳量与铁碳合金性能的关系 46

第四节 Fe—Fe3C相图的应用 47

一、选用钢铁材料方面 47

二、制定热加工工艺方面 48

三、应用Fe—Fe3C相图需注意的问题 49

第五节 碳钢 49

一、碳钢中的杂质元素及其影响 49

二、碳钢的分类 50

三、碳素结构钢 51

四、优质碳素结构钢 52

五、碳素工具钢 54

六、其他碳素结构钢 55

第六节 铸铁 57

一、铸铁的石墨化 57

二、灰口铸铁 59

三、球墨铸铁 61

四、可锻铸铁 63

五、蠕墨铸铁 64

六、合金铸铁简介 65

习题与思考题 66

第四章 金属的塑性变形与再结晶 68

第一节 金属的塑性变形 68

一、单晶体的塑性变形 68

二、多晶体的塑性变形 71

三、塑性变形对金属组织、性能的影响 72

第二节 回复与再结晶 75

一、加热时组织结构，性能的变化 75

二、再结晶温度 76

三、影响再结晶后晶粒大小的因素 77

第三节 金属的热加工 79

一、冷加工与热加工 79

二、热加工后金属的组织和性能 79

习题与思考题 80

第五章 钢的热处理 82

第一节 钢加热时的组织转变 82

一、奥氏体的形成 82

二、奥氏体晶粒大小的控制 83

第二节 钢在冷却时的组织转变 86

一、奥氏体的等温转变 86

二、奥氏体的连续冷却转变 90

第三节 钢的热处理工艺 93

一、退火 93

二、正火 94

三、淬火 95

四、回火 103

第四节 钢的表面热处理 105

一、表面淬火 105

二、化学热处理 107

第五节 其他热处理工艺简介 114

习题与思考题 117

第六章 合金钢 119

第一节 概述 119

一、合金元素在钢中存在形式 119

二、合金元素的作用 119

三、合金钢的分类 123

第二节 合金结构钢 124

一、合金结构钢的编号 124

二、低合金结构钢 124

三、合金渗碳钢 125

四、合金调质钢 128

五、超高强度钢 130

六、合金弹簧钢 131

七、合金轴承钢 133

第三节 合金工具钢 136

一、合金工具钢的编号 136

二、合金刃具钢 137

三、合金模具钢 142

四、合金量具钢 145

第四节 特殊性能钢 146

一、特殊性能钢的编号 146

二、合金不锈钢 147

三、合金耐热钢 153

四、合金耐磨钢 155

习题与思考题 155

第七章 高温合金 157

第一节 概述特殊性能钢的 157

一、热安定性 157

二、热强性 158

三、高温合金的分类及编号 159

第二节 变形高温合金 160

一、化学成分 160

二、热处理 160

三、变形高温合金的性能特点 163

四、应用举例及工艺流程 163

第三节 铸造高温合金 165

一、铸造高温合金的合金化特点及合金元素的作用 165

二、铸造高温合金的热处理 165

三、铸造高温合金的性能特点 165

第四节 高温合金零件的失效形式 167

一、涡轮盘 167

二、燃烧室 168

三、导向叶片 168

习题与思考题 168

第八章 有色金属及其合金 169

第一节 铝及铝合金 169

一、纯铝 169

二、铝合金 169

第二节 镁及镁合金 178

一、纯镁 179

二、镁合金 179

第三节 钛及钛合金 182

一、纯钛 182

二、钛合金 182

第四节 铜及铜合金 186

一、纯铜 186

二、铜合金 187

第五节 滑动轴承合金 193

一、性能要求及组织 193

二、常用的轴承合金 194

习题与思考题 197

第九章 工程非金属材料 198

第一节 高分子聚合物概述 198

一、基本概念 198

二、高分子聚合物的人工合成方法 199

三、高分子聚合物的结构 201

四、高分子聚合物的特性 205

五、高分子聚合物的分类 207

第二节 塑料 207

一、塑料的组成 208

二、塑料的分类 208

三、塑料的成型和制品加工 209

四、工程塑料 211

第三节 橡胶 216

一、橡胶的组成 216

二、橡胶制品的加工成型 216

三、常用橡胶 217

第四节 陶瓷 220

一、陶瓷的分类 220

二、陶瓷的生产 220

三、陶瓷的结构和性能 221

四、常用陶瓷材料 223

第五节 复合材料 224

一、概述 224

二、复合材料的分类 225

三、复合原则和复合方法 225

四、复合材料的性能 226

五、常用复合材料 227

习题与思考题 231

第十章 金属的表面防护 233

第一节 金属的腐蚀原理 233

一、腐蚀的原理 233

二、腐蚀的形式 235

第二节 防止金属腐蚀的途径 235

一、合理选用材料 235

二、设计合理的结构 236

三、采用保护层 236

四、采用电化学保护法 236

五、处理腐蚀介质 236

第三节 常用金属表面防护法 237

一、长期性的表面防护法 237

二、临时性的表面防护法 241

习题与思考题 241

第十一章 选材 242

第一节 金属材料的强化方法 242

一、固溶强化 242

二、细晶强化 242

三、加工硬化 242

四、时效强化 243

五、第二相强化 243

六、复合强化 243

第二节 机械零件失效形式 243

一、断裂失效 243

二、塑性变形失效 244

三、过弹变失效 244

四、磨损失效 244

五、腐蚀失效 244

第三节 选材的一般原则 244

一、选材应满足使用性能要求 244

二、选材应满足工艺性能要求 246

三、选材应注意经济性 246

第四节 零件选材举例 247

一、齿轮类选材 247

二、轴类选材 248

三、发动机叶片类选材 250

四、压气机盘件类选材 251

五、模具类选材 252

六、其他方面选材 253

习题与思考题 253

第十二章 铸造 254

第一节 砂型铸造 254

一、造型材料 254

二、造型方法 256

三、熔炼及浇注 259

四、落砂及清理 260

五、铸造工艺图 260

第二节 常用合金的铸造特性 266

一、合金的铸造性能 266

二、常用的铸造合金 267

第三节 常见的铸件缺陷及其防止方法 269

第四节 铸件结构的工艺性 269

一、合金铸造性能对铸件结构的要求 269

二、铸造工艺对铸件结构的要求 273

第五节 特种铸造方法 275

一、金属型铸造 275

二、熔模铸造 278

三、压力铸造 280

四、离心铸造 283

五、低压铸造 283

六、定向结晶铸造 284

习题与思考题 285

第十三章 压力加工 288

第一节 金属的可锻性及锻造加热 289

一、金属的可锻性 289

二、锻造加热 290

第二节 自由锻造 291

一、自由锻造设备 291

二、自由锻造的基本工序 292

三、自由锻造的工艺规程 292

四、自由锻件结构的工艺性 296

第三节 模锻 297

一、概述 297

二、锤上模锻 299

三、胎模锻造及其他设备上的模锻 302

第四节 板料冲压 307

一、冲压设备 307

二、板料冲压的基本工序 308

三、冲压件结构的工艺性 314

第五节 其他压力加工生产方式及新工艺 316

一、轧制 316

二、挤压 318

三、拉拔 319

四、新工艺 319

习题与思考题 322

第十四章 焊接 324

第一节 手工电弧焊 325

一、设备 325

二、焊接电弧 326

三、热影响区 328

四、电焊条 329

五、手工电弧焊的特点和应用 329

六、手工电弧焊工艺 333

第二节 气体保护电弧焊 336

一、二氧化碳气体保护焊 336

二、氩弧焊 337

第三节 电阻焊 339

一、对焊 339

二、点焊 340

三、缝焊 341

第四节 其他焊接法 341

一、气焊 341

二、埋弧焊 343

三、电渣焊 344

四、等离子弧焊 345

五、电子束焊 346

六、激光焊 347

七、钎焊 348

第五节 常见的焊接缺陷及其产生的原因 349

一、常见的焊接缺陷 349

二、焊接缺陷产生的原因 349

第六节 金属材料的焊接性 349

一、焊接性 351

二、钢的焊接 352

三、铸铁的焊补 354

四、有色金属材料的焊接 354

第七节 焊接件的结构工艺性 356

一、焊接材料的选用 356

二、焊接方法的选择 357

三、接头形式 357

四、焊缝布置 357

第八节 焊接变形及其防止 361

一、焊接应力与变形 361

二、焊接变形的基本形式 362

三、减少和消除焊接应力的措施 362

四、防止和减少焊接变形的措施 363

五、焊后变形的矫正 364

习题与思考题 365

第十五章 粉末冶金 366

第一节 粉末冶金工艺 366

第二节 粉末冶金法的应用 367

一、机械零件 367

二、摩擦材料 368

三、含油轴承材料 368

四、硬质合金 369

习题与思考题 372

第十六章 胶接 373

第一节 胶粘剂 373

一、胶接原理 373

二、胶粘剂的分类和组成 373

三、常用胶粘剂 375

四、胶粘剂的选用 375

第二节 胶接法 377

一、胶接的特点和应用 378

二、对胶接接头的要求 378

三、胶接工艺 379

四、胶接安全 381

习题与思考题 381

第十七章 常用金属零件的缺陷擦伤法 382

第一节 零件表面检验 382

一、目测法 382

二、荧光法 382

三、磁粉法 383

第二节 金相检验 385

第三节 内部缺陷检验 386

一、X射线法 386

二、γ射线法 387

三、超声波法 387

习题与思考题 389

附录 390

附录一 实验说明 390

附录二 硬度对照表 396

附录三 常用钢的相变温度与退、正火温度表 404

附录四 常用钢的回火温度与硬度对照表 405

附录五 常用材料相对价格表 406

附录六 部分国内外常用金属材料牌号对照表 407

参考文献 415