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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