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绪论1

第1章　材料的性能4

1.1　材料的力学性能4

1.1.1　静载荷条件下材料的力学性能4

1.1.2　非静载荷条件下材料的力学性能9

1.1.3　断裂韧度12

1.1.4　高低温性能13

1.2　材料的物理性能14

1.3　材料的化学性能16

1.4　材料的工艺性能16

复习思考题17

2.1　金属材料的晶体结构19

2.1.1　晶体结构的基本概念19

第2章　材料的结构与凝固19

2.1.2　三种典型的金属晶体结构21

2.1.3　晶面指数与晶向指数22

2.1.4　晶体的各向异性23

2.1.5　实际金属中的晶体结构24

2.1.6　合金的晶体结构27

2.2　非金属材料的结构特点30

2.2.1　陶瓷材料的结构特点30

2.2.2　高分子材料的结构特点31

2.3　材料的凝固33

2.3.1　纯金属的结晶33

2.3.2　晶粒大小及控制36

2.3.3　金属铸锭（件）的组织与缺陷36

2.3.4　同素异构转变38

2.3.5　非晶体材料的凝固39

2.4.1　二元合金相图的建立40

2.4　二元合金相图40

2.4.2　二元合金的结晶41

2.5　铁碳合金相图47

2.5.1　铁碳合金的组元及基本相47

2.5.2　相图分析48

2.5.3　铁碳合金的平衡结晶过程及组织51

2.5.4　含碳量对碳钢平衡组织和性能的影响56

复习思考题57

第3章　材料的改性和表面处理技术59

3.1　金属材料的热处理59

3.1.1　钢在加热时的组织转变59

3.1.2　钢在冷却时的组织转变62

3.1.3　钢的普通热处理69

3.1.4　钢的表面热处理76

3.1.5　热处理新技术简介80

3.2　工程材料的表面处理81

3.2.1　钢的表面形变强化81

3.2.2　钢的表面覆层强化82

3.3　铸铁的改性处理84

3.3.1　铸铁改性的基本途径84

3.3.2　铸铁热处理方法84

3.3.3　铸铁的合金化85

3.4　高聚物的改性强化简介86

复习思考题87

第4章　工程材料90

4.1　工程材料概述90

4.1.1　工程材料的分类90

4.1.2　工程材料的生产过程概述91

4.2　碳钢93

4.2.1　钢中常存的杂质元素及其作用93

4.2.2　碳素结构钢94

4.3.1　钢中合金元素的作用99

4.3　合金钢99

4.3.2　合金结构钢103

4.3.3　合金工具钢108

4.3.4　特殊性能钢113

4.4　铸铁117

4.4.1　铸铁的石墨化117

4.4.2　常用铸铁118

4.5　非铁金属材料124

4.5.1　铜及其合金124

4.5.2　铝及铝合金126

4.5.3　轴承合金130

4.5.4　粉末冶金材料131

4.6.1　高聚物的人工合成133

4.6　高分子材料133

4.6.2　有机高分子材料的组成及性能特点135

4.6.3　工程塑料136

4.6.4　合成橡胶139

4.6.5　胶粘剂141

4.7　陶瓷材料143

4.7.1　陶瓷的分类144

4.7.2　陶瓷材料的性能特点144

4.7.3　常用工程陶瓷的种类、性能和用途145

4.8　复合材料146

4.8.1　复合强化原理147

4.8.2　复合材料的种类148

4.8.3　复合材料的性能特点148

4.8.4　复合材料的应用149

4.9.1　高温合金150

4.9　新型材料及应用150

4.9.2　形状记忆合金151

4.9.3　非晶态合金153

4.9.4　超导材料154

4.9.5　纳米材料156

复习思考题160

第5章　金属的液态成形162

5.1　铸造工艺基础162

5.1.1　概述162

5.1.2　合金的铸造性能163

5.1.3　铸造内应力、变形和裂纹169

5.1.4　合金的偏析和吸气性172

5.1.5　常用合金铸件的生产特点172

5.2.1　砂型铸造178

5.2　铸造工艺方法178

5.2.2　特种铸造182

5.2.3　铸件成本分析和铸造工艺的合理选用188

5.3　铸件的工艺设计189

5.3.1　浇注位置与分型面的选择189

5.3.2　工艺参数的确定192

5.3.3　浇注系统、冒口193

5.3.4　铸造工艺图194

5.4　铸件的结构工艺性195

5.4.1　铸件质量对铸件结构的要求195

5.4.2　铸造工艺对铸件结构的要求196

5.4.3　铸造方法对铸件结构的要求198

5.4.4　不同铸造合金对铸件结构的要求199

5.5　铸件质量分析201

5.6　铸造新技术简介204

5.6.1　凝固理论与铸造新技术204

5.6.2　造型技术的新发展211

5.6.3　计算机在铸造过程的应用212

5.6.4　快速成形技术及在铸造中的应用213

5.6.5　铸造技术的发展趋势216

复习思考题218

第6章　金属的塑性成形220

6.1　金属的塑性成形工艺基础220

6.1.1　金属塑性成形的基本工艺221

6.1.2　金属变形过程中的组织与性能变化222

6.1.3　冷变形与热变形225

6.1.4　金属的锻造性能226

6.2　锻压成形工艺方法228

6.2.1　自由锻造228

6.2.2　模膛锻造234

6.2.3　压力机上锻造245

6.3　板料冲压247

6.3.1　冲压设备248

6.3.2　板料冲压基本工序249

6.3.3　冲模254

6.3.4　冲压件的结构工艺性256

6.4　金属的其他塑性成形方法259

6.4.1　精密模锻260

6.4.2　精密冲裁260

6.4.3　挤压成形261

6.4.4　轧制成形263

6.4.5　塑性成形新工艺、新技术简介264

复习思考题266

7.1　焊接工艺基础268

7.1.1　概述268

第7章　材料的连接成形268

7.1.2　电弧焊的冶金原理270

7.2　焊接方法及工艺278

7.2.1　熔化焊278

7.2.2　电阻焊292

7.2.3　钎焊295

7.3　常用金属材料的焊接296

7.3.1　金属的焊接性能296

7.3.2　常用金属材料的焊接特点297

7.4　焊接结构工艺设计300

7.4.1　焊接结构材料的选择300

7.4.2　焊接方法的选择301

7.4.3　焊缝布置302

7.4.4　接头形式305

7.4.5　焊接结构工艺设计示例306

7.5　焊接质量与检验308

7.5.1　焊接质量分析308

7.5.2　焊接质量检验过程309

7.6　胶接成形310

7.6.1　胶接的特点与应用310

7.6.2　胶接技术312

7.7　机械连接313

7.8　材料连接新技术简介314

7.8.1　等离子弧焊接与切割314

7.8.2　真空电子束焊接315

7.8.3　激光焊接与切割316

7.8.4　计算机在焊接上的应用317

7.8.5　焊接机器人和智能化317

复习思考题318

8.1　切削加工成形工艺基础321

8.1.1　零件表面的形成及切削运动321

第8章　切削加工成形321

8.1.2　加工表面与切削要素322

8.1.3　刀具材料及结构324

8.1.4　金属的切削过程及其基本规律与应用329

8.2　典型表面加工336

8.2.1　外圆加工337

8.2.2　孔的加工341

8.2.3　平面加工352

8.2.4　齿轮齿形加工359

8.2.5　螺纹加工366

8.3　数控加工与特种加工简介370

8.3.1　数控机床与数控加工370

8.3.2　特种加工375

8.4.2　零件结构的切削加工工艺性384

8.4.1　零件结构工艺性的基本概念384

8.4　零件结构工艺性384

复习思考题390

第9章　非金属材料成形392

9.1　工程塑料的成形392

9.1.1　挤出成形392

9.1.2　注射成形393

9.1.3　模压成形396

9.1.4　浇注成形397

9.1.5　吹塑成形397

9.1.6　回转成形398

9.2　橡胶成形399

9.2.1　压延成形399

9.2.2　压出成形400

9.3　陶瓷成形400

9.3.2　注浆成形401

9.3.1　干压成形401

9.3.3　热压成形402

9.3.4　注射成形402

9.4　复合材料成形402

9.4.1　树脂基复合材料成形402

9.4.2　金属基复合材料成形403

9.4.3　陶瓷基复合材料成形405

9.5　非金属材料成形新技术简介406

9.5.1　工程塑料反应注射成形406

9.5.2　陶瓷材料等静压成形技术407

9.5.3　复合材料成形技术407

复习思考题408

第10章　材料及成形方法选用410

10.1　选材的一般原则410

10.1.1　零件失效的类型、原因及分析方法410

10.1.2　材料的选用411

10.1.3　选材的一般程序414

10.2　典型零件的选材及改性方法示例415

10.2.1　齿轮类零件的选材及改性方法415

10.2.2　轴类零件的选材及改性方法418

10.3　毛坯成形方法选用原则420

10.3.1　毛坯的种类420

10.3.2　毛坯选择的原则423

10.3.3　选择毛坯的依据425

10.4　典型机械零件毛坯成形方法选用示例426

10.4.1　轴杆类零件426

10.4.2　盘套类零件428

10.4.3　箱体类零件428

复习思考题428

参考文献430