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绪论 1

第一篇 金属材料基础 4

第一章 金属材料的主要性能 4

第一节 金属材料的力学性能 4

一、强度 4

二、塑性 8

三、硬度 8

四、冲击韧度 10

第二节 金属材料的物理、化学及工艺性能 12

一、物理和化学性能 12

第一章 思考练习题 13

二、工艺性能 13

第二章 金属材料的组织结构 14

第一节 金属的晶体结构及结晶 14

一、金属的晶体结构 14

二、纯金属的结晶 18

三、金属的同素异构转变 21

第二节 合金的晶体结构及结晶 22

一、同态合金的相结构 23

二、二元合金相图 25

三、相图与合金性能的关系 30

第三节 铁碳合金的结构及相图 32

一、铁碳合金的组织结构得到 32

二、铁碳合金相图 34

三、铁碳合金相图的应用 40

第二章 思考练习题 42

第三章 钢铁材料的改性处理 44

第一节 钢的热处理原理 44

一、钢在加热和冷却时的转变温度 44

二、钢在加热时的组织转变 45

三、钢在冷却时的组织转变 46

第二节 钢的普通热处理 54

一、钢的退火 54

二、钢的正火 56

三、钢的淬火 56

四、钢的回火 61

一、钢的表面淬火 64

第三节 钢的表面热处理 64

二、钢的化学热处理 66

第四节 钢铁表面强化处理 69

一、喷涂覆层 69

二、气相沉积 70

三、高能束强化 71

第五节 钢铁表面防护处理 73

一、钢铁腐蚀与防护 73

二、钢铁电镀与化学镀 75

三、钢铁氧化(发蓝)与磷化 76

四、钢铁着色装饰处理 78

第三章 思考练习题 78

一、常存杂质元素对碳钢性能的影响 81

二、常用碳钢的分类 81

第一节 碳素钢 81

第四章 钢铁材料及应用 81

三、碳钢的牌号、性能及用途 82

第二节 合金钢 85

一、合金元素在钢中的作用 85

二、合金钢的分类和牌号 88

三、合金结构钢的性能和应用 89

四、合金工具钢 100

五、特殊性能钢 107

第三节 铸铁 111

一、铸铁的石墨化 111

二、常用铸铁的分类及应用 113

第四章 思考练习题 123

第五章 非铁(有色)金属材料及应用 125

第一节 铝及铝合金 125

一、纯铝 125

二、铝及铝合金 125

第二节 铜及铜合金 130

一、纯铜 130

二、铜合金 131

第三节 轴承合金 134

一、轴承合金的性能要求 134

二、轴承合金的组织特点 135

三、轴承合金的分类及应用 135

第五章 思考练习题 135

第一节 形状记忆合金 136

一、形状记忆合金的分类及特点 136

第六章 新型材料及应用 136

二、形状记忆合金的用途 137

第二节 减振合金 137

一、减振合金的分类及特点 137

二、减振合金的应用及发展 139

第三节 纳米材料 139

一、纳米微粒 139

二、纳米结构材料 140

第四节 磁性材料 140

一、软磁材料 140

二、硬磁材料 140

一、金属液态成形原理 142

第一节 金属材料件液态成形 142

第七章 金属材料件成形工艺基础 142

第二篇 金属材料成形 142

二、砂型铸造 151

三、特种铸造 154

四、快速成形(RP)技术 158

第二节 金属材料件塑性成形 159

一、金属塑性成形原理 159

二、锻造成形 165

三、冲压成形 170

四、少、无切削成形 174

第三节 金属材料件焊接成形 176

一、熔化焊成形原理 177

二、常用熔化焊方法 191

三、熔化焊成形新技术 194

四、常用压力焊成形方法 197

第七章 思考练习题 200

五、钎焊方法 200

第八章 金属材料件成形工艺设计 203

第一节 金属材料件液态成形工艺设计 203

一、铸造工艺方案的确定 203

二、铸造工艺参数的确定 209

二、浇注系统及冒口设计 213

四、铸造工艺图和铸造工艺卡片的绘制 216

五、综合分析举例 218

第二节 金属材料件塑性成形工艺设计 223

一、自由锻件工艺设计 223

二、模锻件工艺设计 241

三、冲压件工艺设计 248

一、焊缝及接头形式的确定 255

第三节 金属材料件焊接成形工艺设计 255

二、焊接方法的选择 259

三、焊接材料的选择 259

四、焊接工艺参数的确定 268

五、焊接热处理规范及尺寸精度的确定 271

六、焊接结构件工艺设计举例 273

第四节 金属材料件改性处理工艺设计 278

一、改性处理方法的选择 278

二、改性处理工艺参数的确定 280

三、改性处理工艺规范的制定 282

四、典型零件改性处理工艺设计 288

第八章 思考练习题 290

一、铸件结构应使铸造工艺过程简化 294

第一节 金属材料液态成形件结构设计 294

第九章 金属材料件结构设计 294

二、铸件结构应与合金的铸造性能相适应 299

三、铸件结构应与铸造方法相适应 304

四、组合铸件的设计 306

第二节 金属材料塑性成形件结构设计 307

一、锻造方法对结构设计的要求 307

二、冲压方法对结构设计的要求 310

三、锻造性能对结构设计的要求 313

第三节 金属材料焊接成形件结构设计 314

一、焊接结构件材料的选择 314

二、焊缝位置的设计 316

三、焊接接头的设计 319

四、焊接结构设计 323

第四节 金属材料改性处理件结构设计 329

一、避免尖角和棱角 329

二、避免厚薄悬殊 329

三、采取封闭和对称结构 330

四、采用组合结构 331

第九章 思考练习题 331

第三篇 非金属材料及成形 336

第十章 高分子材料及成形 336

第一节 工程塑料及成形 336

一、工程塑料的组成 336

二、工程塑料的性能 337

三、工程塑料的应用 340

四、工程塑料件的成形 342

五、典型塑料件结构设计举例 349

第二节 工业橡胶及成形 351

一、工业橡胶的组成及性能 351

二、工业橡胶的应用 352

三、工业橡胶件的成形 352

第十章 思考练习题 353

第十一章 工业陶瓷及其成形 354

第一节 陶瓷的组织结构及性能 354

一、陶瓷的组织结构 354

二、陶瓷的性能 356

第二节 陶瓷的应用及成形 357

一、工业陶瓷的应用 357

二、陶瓷件的成形方法 358

第十一章 思考练习题 360

第十二章 复合材料及成形 361

第一节 复合材料的性能 361

一、力学性能 361

二、耐热性能 361

第二节 复合材料的应用 362

一、纤维增强复合材料 362

二、颗粒增强复合材料 363

三、层状复合材料 365

第三节 复合材料的成形 365

一、手糊成形法 365

四、模压成形法 366

五、树脂转移模成形法 366

三、喷射成形法 366

二、缠绕成形法 366

第十二章 思考练习题 367

第四篇 工程材料及坯件 368

第十三章 工程材料及坯件的选择 368

第一节 工程材料的选择 368

一、选材的基本原则 368

二、典型零件的选材 370

第二节 坯件的选择 372

一、坯件类型的比较 372

二、坯件类型选择 373

三、典型零件毛坯选择 375

第十三章 思考练习题 377

一、直径小于100mm的小带轮设计 379

第一节 V带轮的成形设计 379

第十四章 典型坯件成形设计 379

二、直径约300mm的中型或大型带轮设计 380

第二节 圆柱齿轮的成形设计 381

一、直径小于100mm的小齿轮设计 381

二、直径约200mm的小型齿轮设计 381

三、直径为400～1000mm的齿轮设计 382

第三节 小型汽油发动机成形设计 383

一、发动机结构及工作原理 383

二、发动机零件材料及成形设计 383

第四节 承压液压缸毛坯成形设计 385

一、技术分析 385

二、成形设计方案比较及选择 385

第十四章 思考练习题 386

参考文献 388