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绪论1

课题一 金属材料的力学性能试验4

1.1 强度与塑性4

1.1.1 拉伸试验4

1.1.2 强度5

1.1.3 塑性6

1.2 硬度试验6

1.2.1 布氏硬度7

1.2.2 洛氏硬度8

1.2.3 维氏硬度9

1.3 韧性与疲劳强度10

1.3.1 韧性10

1.3.2 疲劳强度11

1.4 本课题实训：布氏硬度和洛氏硬度试验11

1.4.1 实训目的11

1.4.2 硬度试验技术要求11

1.4.3 实训成果报告12

练习题12

课题二 铁碳合金的微观组织观察14

2.1 金属的晶体结构及组织14

2.1.1 金属的晶体结构14

2.1.2 金属的实际晶体结构16

2.1.3 金属的结晶过程18

2.1.4 合金的相结构19

2.2 铁碳合金的基本知识21

2.2.1 纯铁的同素异构转变21

2.2.2 铁碳合金的基本组织21

2.3 铁碳合金相图分析22

2.3.1 铁碳合金相图中的主要点、线、区的分析22

2.3.2 典型铁碳合金的结晶过程及组织24

2.3.3 含碳量对铁碳合金组织和性能的影响28

2.3.4 铁碳合金相图的应用29

2.4 本课题实训：铁碳合金的平衡组织观察29

2.4.1 实训目的29

2.4.2 实训过程30

练习题30

课题三 钢的热处理方法31

3.1 钢在热处理时的组织转变31

3.1.1 钢在加热时的组织转变31

3.1.2 钢在冷却时的组织转变33

3.2 钢的退火与正火37

3.2.1 钢的退火37

3.2.2 钢的正火38

3.3 钢的淬火39

3.3.1 淬火工艺39

3.3.2 钢的淬透性和淬硬性42

3.4 钢的回火42

3.4.1 淬火钢的回火组织转变42

3.4.2 淬火钢回火时力学性能变化42

3.4.3 淬火钢的回火脆性43

3.4.4 回火种类及应用43

3.5 钢的表面热处理43

3.5.1 钢的表面淬火44

3.5.2 钢的化学热处理45

3.6 钢的表面改性处理50

3.6.1 钢的涂镀技术50

3.6.2 钢的气相沉积技术52

3.6.3 钢的其他表面强化技术55

练习题57

课题四 常用金属材料59

4.1 钢的分类与各元素在钢中的作用59

4.1.1 钢的分类59

4.1.2 钢的牌号表示方法60

4.1.3 常存杂质元素对钢性能的影响62

4.1.4 合金元素在钢中的作用63

4.2 非合金钢65

4.2.1 碳素结构钢65

4.2.2 优质碳素结构钢66

4.2.3 碳素工具钢67

4.2.4 易切削结构钢68

4.2.5 碳素铸钢69

4.3 合金钢69

4.3.1 低合金结构钢69

4.3.2 耐候钢70

4.3.3 机械结构用合金钢71

4.3.4 合金工具钢74

4.4 铸铁79

4.4.1 铸铁的石墨化及其影响因素79

4.4.2 灰铸铁80

4.4.3 球墨铸铁82

4.4.4 可锻铸铁84

4.4.5 蠕墨铸铁84

4.4.6 合金铸铁85

4.5 非铁金属材料86

4.5.1 铝及铝合金86

4.5.2 铜及铜合金89

4.5.3 轴承合金92

4.5.4 粉末冶金材料92

4.6 本课题实训 常用钢铁材料的鉴别93

4.6.1 实训目的93

4.6.2 实训过程93

4.6.3 实训成果93

练习题94

课题五 模具失效与使用寿命95

5.1 模具失效的形式与机理95

5.1.1 失效的概念95

5.1.2 模具失效的分类96

5.1.3 模具失效机理96

5.2 模具寿命及其影响因素98

5.2.1 模具结构的影响98

5.2.2 模具工作条件的影响98

5.2.3 模具材料的影响99

5.2.4 模具制造工艺的影响99

5.3 模具的失效分析及预防措施99

5.3.1 模具失效分析的方法100

5.3.2 冷作模具的失效分析和预防措施100

5.3.3 热作模具的失效分析和预防措施102

5.3.4 塑料模具的失效分析和预防措施103

练习题105

课题六 冷作模具材料与热处理106

6.1 冷作模具的分类及其特点106

6.1.1 冲裁模106

6.1.2 冷挤压模107

6.1.3 冷镦模108

6.1.4 拉拔模与成形模108

6.2 冷作模具钢的分类、性能和要求109

6.2.1 冷作模具用碳素工具钢109

6.2.2 低合金冷作模具钢112

6.2.3 中合金冷作模具钢116

6.2.4 高合金冷作模具钢119

6.2.5 冷作模具用高速工具钢123

6.2.6 基体钢型冷作模具钢124

6.2.7 无磁模具钢126

6.2.8 冷作模具用硬质合金128

6.2.9 新型冷作模具钢130

6.3 冷作模具的材料选用132

6.3.1 冷作模具的选材原则132

6.3.2 常用冷作模具的材料选用133

6.4 冷作模具材料与热处理工艺选用实例139

6.4.1 落料拉深复合模凸凹模的材料与热处理工艺选用实例139

6.4.2 冷挤压凸模的材料与热处理工艺选用实例140

6.5 本课题实训141

6.5.1 实训目的141

6.5.2 实训过程141

练习题142

课题七 热作模具材料与热处理143

7.1 热作模具的分类和工作条件143

7.1.1 热锻模143

7.1.2 热挤压模145

7.1.3 压铸模147

7.1.4 热冲裁模147

7.2 热作模具钢的分类、性能和热处理148

7.2.1 低合金热作模具钢148

7.2.2 中合金热作模具钢154

7.2.3 高合金热作模具钢159

7.3 其他热作模具材料164

7.3.1 高温合金164

7.3.2 难熔金属合金164

7.3.3 铜基合金165

7.3.4 硬质合金166

7.4 热作模具的材料选用166

7.4.1 热作模具材料的基本性能166

7.4.2 常用热作模具的材料选用166

7.5 热作模具材料与热处理工艺选用实例172

7.5.1 锤锻模的材料与热处理工艺选用实例172

7.5.2 压铸模的材料与热处理工艺选用实例173

7.6 本课题实训174

7.6.1 实训目的174

7.6.2 实训过程174

练习题174

课题八 塑料模具材料与热处理176

8.1 塑料模具的工作条件和失效分析176

8.1.1 塑料模具的工作条件176

8.1.2 塑料模具的失效分析176

8.2 塑料模具钢的分类、性能和热处理要求177

8.2.1 塑料模具钢的分类177

8.2.2 塑料模具用渗碳钢及其热处理179

8.2.3 塑料模具用调质钢及其热处理180

8.2.4 塑料模具用冷作模具钢和热处理181

8.2.5 塑料模具用不锈钢和热处理181

8.2.6 塑料模具用马氏体时效钢和热处理182

8.2.7 塑料模具用新型热作模具钢183

8.3 塑料模具材料与热处理工艺选用实例183

8.4 本课题实训184

8.4.1 实训目的184

8.4.2 实训过程184

练习题185

课题九 玻璃模具材料与热处理186

9.1 玻璃模具的工作条件和失效形式186

9.1.1 玻璃模具的工作条件186

9.1.2 玻璃模具的失效形式187

9.2 玻璃模具材料的性能要求和分类187

9.2.1 玻璃模具材料的性能要求187

9.2.2 玻璃模具材料的类型187

9.3 玻璃模具材料的热处理189

9.3.1 铸铁模具材料的热处理189

9.3.2 耐热不锈钢模具的热处理189

9.3.3 激光合金化热处理189

9.3.4 热喷焊表面强化处理190

练习题190

课题十 陶瓷模具材料与热处理简介191

10.1 陶瓷模具的工作条件191

10.2 陶瓷模具的分类191

10.3 常用陶瓷模具材料与热处理192

10.3.1 石膏模192

10.3.2 改性石膏模192

10.3.3 新型多孔模192

10.4 陶瓷模具材料与热处理工艺的选用实例194

练习题195

附录196

参考文献212