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绪论 1

问题描述 1

知识链接 1

1．材料的发展概述 1

2．工程材料的分类 3

3．热加工工艺简介 3

4．本课程的目的、任务和学习方法 4

复习思考题 5

基础理论篇 8

项目1 金属材料的力学性能 8

任务1 认识静载荷下的力学性能指标 8

问题描述 8

知识链接 8

1．静载荷下的力学性能 8

2．金属拉伸试验 9

【实验项目】金属拉伸试验 11

3．硬度指标 13

【实验项目】硬度试验 16

任务2 认识动载荷下的力学性能指标——冲击韧性 18

问题描述 18

知识链接 18

1．冲击韧性 18

2．冲击韧性试验方法 18

任务实施 19

【实验项目】金属材料夏比冲击试验 19

任务3 认识力学性能指标——疲劳强度 20

问题描述 20

知识链接 20

1．疲劳断裂 20

2．疲劳断裂的特点 21

3．疲劳曲线和疲劳极限 21

任务4 认识材料的其他性能指标 21

问题描述 21

知识链接 22

1．高温性能 22

2．低温性能 22

3．物理性能与化学性能 22

4．工艺性能 24

本章重点、难点和知识拓展 25

复习思考题 26

项目2 金属的晶体结构与结晶 31

任务1 认识金属的晶体结构 31

问题描述 31

知识链接 31

1．材料的结合方式 31

2．晶体结构 32

3．金属的实际结构和晶体缺陷 34

任务2 熟识金属的结晶过程 36

问题描述 36

知识链接 36

1．合金中的基本概念 36

2．非金属材料的结构 38

3．金属的结晶 39

4．铸锭的典型结构 41

本章重点、难点 43

复习思考题 43

项目3 金属的塑性变形 45

任务 认识金属的塑性变形机理 45

问题描述 45

知识链接 45

1．金属的塑性变形机理 45

2．塑性变形对金属组织和性能的影响 48

3．塑性变形后的金属在加热时的变化 50

4．金属的冷加工和热加工 53

本章重点、难点 54

复习思考题 54

项目4 合金的结构与二元合金 55

任务 认识合金基本结构 55

问题描述 55

知识链接 55

1．合金的相结构 55

2．合金相图 57

3．合金的性能与相图的关系 65

本章重点、难点 66

复习思考题 66

项目5 铁碳合金相图 68

任务1 认识铁碳合金基本相 68

问题描述 68

知识链接 68

铁碳合金的基本相和组织 68

任务2 了解铁碳合金相图及熟识典型铁碳合金平衡结晶过程 70

问题描述 70

知识链接 70

1．铁碳合金相图分析 70

2．典型铁碳合金结晶过程分析 72

3．含碳量与铁碳合金平衡组织和力学性能的关系 76

4．铁碳合金相图的应用 78

【实验项目】铁碳合金金相组织观察 79

本章重点、难点 80

复习思考题 80

项目6 钢的热处理及表面处理技术 81

任务1 熟识钢的热处理工艺 81

问题描述 81

知识链接 81

1．工程材料的强化与韧化 81

2．钢的热处理概述 82

3．钢在加热时的组织转变 83

4．钢在冷却时的组织转变 85

任务2 熟识钢的热处理中的退火和正火工艺 90

问题描述 90

知识链接 90

1．钢的退火和正火的目的 90

2．钢的退火工艺及其应用 91

3．钢的正火工艺过程及要点 92

任务3 熟识钢的淬火与回火工艺 93

问题描述 93

知识链接 94

1．钢的淬火 94

2．淬火钢的回火 97

3．钢的淬透性 99

任务4 钢的表面热处理 101

问题描述 101

知识链接 102

1．钢的表面淬火 102

任务实施 104

2．钢的化学热处理 104

3．热处理方案的选择和技术条件的标注 108

【实验项目】钢的热处理 110

本章重点、难点和知识拓展 111

复习思考题 111

项目7 工业用钢 114

任务1 认识钢材的生产过程及其品种 114

问题描述 114

知识链接 114

1．钢材生产简述 114

2．钢的分类 116

任务2 熟识钢的分类与牌号 117

问题描述 117

知识链接 117

认识碳钢 117

任务3 认识常见的合金钢 122

问题描述 122

知识链接 122

1．合金钢和碳钢的不同 122

2．合金元素在钢中的作用 123

3．合金钢牌号表示法 127

4．工程结构钢及其选用 128

5．机器用钢及其选用 130

6．工具钢及其选用 142

7．特殊钢及其选用 159

本章重点、难点 167

复习思考题 168

项目8 有色金属 170

任务 了解常见的有色金属 170

问题描述 170

知识链接 170

1．铝及铝合金的选用 170

2．铜及铜合金 173

3．钛合金及其选用 175

4．滑动轴承合金 176

5．粉末冶金材料及其应用 177

本章重点、难点 179

复习思考题 179

实际应用篇 182

项目9 铸造生产 182

任务1 砂型铸造 182

任务描述 182

知识链接 183

1．合金的铸造性能 183

2．铸件结构设计 188

3．各种造型方法 190

任务实施 192

4．铸铁材料 200

任务2 压力铸造 207

任务描述 207

知识链接 207

1．压铸件的结构特点 207

2．压铸工艺特点 208

3．压铸工艺的应用范围 208

任务3 熔模铸造 209

任务描述 209

知识链接 210

1．熔模铸件的结构特点 210

2．熔模铸造工艺特点 210

3．熔模铸造工艺的应用范围 210

任务实施 210

【工程实例】CA6140车床进给箱体的铸造工艺 212

1．生产条件和技术要求 212

2．铸造工艺方案的选择 213

本章重点、难点 217

复习思考题 217

项目10 锻压生产 218

任务1 自由锻生产 218

任务描述 218

知识链接 218

1．金属塑性变形基础 218

2．自由锻 221

3．自由锻工艺流程的确定 221

4．自由锻件的结构工艺性 225

任务实施 226

任务2 模锻生产 228

任务描述 228

知识链接 228

1．模锻 228

2．锤上模锻的锻模结构 230

3．模锻工艺规程的制订 231

4．锤上模锻件的结构工艺性 234

5．其他模锻方法 235

任务实施 235

任务3 冲压生产 240

任务描述 240

知识链接 240

1．冲压加工 240

2．冲压工序及冲压件结构工艺性 241

3．冲压模具 244

任务实施 246

【实验项目】典型模具拆装实验 248

4．锻件缺陷及其产生原因 249

5．锻件的检验 249

6．锻件的修补 250

【工程实例】车门玻璃升降器外壳生产 251

本章重点、难点 255

复习思考题 255

项目11 焊接生产 257

任务1 手工电弧焊 257

任务描述 257

知识链接 258

1．电弧焊机 258

2．电焊条 259

3．防护用品 261

4．辅助工具 262

5．焊接工艺参数 262

6．常见的焊接缺陷和检验方法 263

7．焊接接头 264

任务实施 265

【实验项目】平板对接 266

任务2 埋弧自动焊 267

任务描述 268

知识链接 269

1．埋弧自动焊机 269

2．埋弧自动焊辅助设备 269

3．焊剂与焊丝 270

4．埋弧焊工艺参数及选择 270

5．埋弧焊接头坡口形式与坡口加工 272

6．装配定位焊、引弧板与引出板 272

任务实施 273

任务3 其他熔化焊 274

任务描述 274

知识链接 274

1．气体保护焊 274

2．气焊 275

3．电渣焊 276

任务实施 277

综合训练 277

【工程实例】储液器的生产过程 278

本章重点、难点 280

复习思考题 280

项目12 零件的选票与失效 281

任务1 选材的一般原则 281

任务描述 281

知识链接 281

1．材料的使用性能——选材的最主要依据 281

2．材料的工艺性能 282

3．材料的经济性能 283

任务2 了解零件的失效形式 283

任务描述 283

知识链接 283

1．机械零件失效的方式 283

2．机械零件失效的原因 284

3．零件失效分析的方法步骤 285

任务3 典型零件的选材及应用实例 287

任务描述 287

知识链接 287

1．机床零件的选材 287

2．汽车零件的选材 289

3．机架、箱体类零件的选材 289

【典型零件的选材实例】 289

本章重点、难点 296

参考文献 297