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绪论1

第1篇 工程材料基础3

第1章 金属的力学性能3

1.1强度和塑性3

1.1.1拉伸试验3

1.1.2强度4

1.1.3塑性4

1.2冲击韧性和疲劳抗力5

1.2.1冲击韧性5

1.2.2疲劳抗力6

1.3硬度7

1.3.1布氏硬度7

1.3.2洛氏硬度7

1.3.3维氏硬度8

1.3.4硬度与其他力学性能及耐磨性的关系8

【思考题】8

第2章 金属材料的基础知识10

2.1金属与合金的组织结构10

2.1.1金属的晶体结构和组织10

2.1.2合金的相结构和组织12

2.2金属与合金的结晶13

2.2.1金属的结晶13

2.2.2合金的结晶15

【思考题】15

第3章 铁碳合金16

3.1铁碳合金状态图16

3.1.1铁的同素异晶转变16

3.1.2铁碳合金的基本相16

3.1.3 Fe-Fe3C 状态图17

3.1.4状态图在热加工中的应用22

3.2碳钢22

3.2.1钢材生产简介22

3.2.2碳钢成分对其性能的影响23

3.2.3碳钢的分类、牌号和用途24

【思考题】26

第4章 钢的热处理及表面强化技术27

4.1钢热处理时的组织转变27

4.1.1钢加热时奥氏体的形成27

4.1.2奥氏体冷却时的组织转变28

4.2钢的预备热处理——退火与正火32

4.2.1钢的退火32

4.2.2钢的正火33

4.2.3预备热处理在零件制造中的应用33

4.3钢的最终热处理（一）——淬火与回火34

4.3.1钢的淬火34

4.3.2淬火钢的回火36

4.3.3钢的淬硬性与淬透性37

4.4钢的最终热处理（二）——表面热处理39

4.4.1钢的表面淬火39

4.4.2钢的渗碳41

4.4.3钢的渗氮41

4.5钢的表面强化技术42

4.5.1电镀硬铬和化学镀镍磷42

4.5.2气相沉积TiN和TiC43

4.5.3熔盐浸镀合金碳化物43

4.5.4其他表面强化技术44

【思考题】45

第5章 合金钢46

5.1合金元素在钢中的作用46

5.1.1合金元素对钢基本相的作用46

5.1.2合金元素对Fe-Fe3C状态图的作用47

5.1.3合金元素对钢热处理的作用48

5.2合金钢的分类和牌号表示方法49

5.2.1合金钢的分类49

5.2.2合金钢的牌号表示方法50

5.3合金结构钢51

5.3.1合金渗碳钢51

5.3.2合金调质钢52

5.3.3合金弹簧钢53

5.3.4滚动轴承钢54

5.3.5其他常用合金结构钢55

5.4合金工具钢与高速工具钢56

5.4.1合金工具钢56

5.4.2高速工具钢58

5.5不锈钢59

5.5.1不锈钢的耐蚀原理59

5.5.2常用不锈钢60

【思考题】61

第6章 铸铁62

6.1概述62

6.1.1铸铁的分类62

6.1.2铸铁中碳的石墨化62

6.2灰铸铁63

6.2.1灰铸铁的组织与性能64

6.2.2灰铸铁的牌号和应用64

6.2.3灰铸铁的热处理65

6.3球墨铸铁65

6.3.1球墨铸铁的组织与性能66

6.3.2球墨铸铁的牌号和应用66

6.3.3球墨铸铁的热处理67

6.4其他铸铁67

6.4.1可锻铸铁67

6.4.2蠕墨铸铁68

6.4.3合金铸铁68

【思考题】68

第7章 其他金属材料及金属的防护69

7.1铝及铝合金69

7.1.1工业纯铝69

7.1.2铝合金69

7.1.3铸造铝合金71

7.2铜及铜合金71

7.2.1工业纯铜71

7.2.2铜合金72

7.3滑动轴承合金75

7.3.1锡基轴承合金75

7.3.2铅基轴承合金76

7.3.3铝基轴承合金和铜基轴承合金76

7.4粉末冶金材料77

7.4.1硬质合金77

7.4.2其他粉末冶金材料78

7.5金属的防护79

7.5.1金属覆盖79

7.5.2非金属覆盖79

7.5.3化学及电化学处理80

【思考题】81

第8章 非金属材料81

8.1高分子材料的基础知识81

8.1.1高分子化合物的概念81

8.1.2分子链的结构与特性81

8.1.3高分子材料的力学状态82

8.1.4高分子材料的分类82

8.2塑料83

8.2.1塑料的组成与特性83

8.2.2塑料的分类和常用塑料83

8.2.3塑料的成型与二次加工85

8.3其他常用非金属材料86

8.3.1橡胶86

8.3.2合成胶粘剂87

8.3.3陶瓷88

8.3.4复合材料90

【思考题】90

第9章 材料及热处理的应用91

9.1材料的选用91

9.1.1机械零件的失效91

9.1.2选材的原则92

9.1.3选材的步骤与方法92

9.1.4选材示例96

9.2热处理技术条件的标注及热处理工序位置安排96

9.2.1热处理技术条件的标注96

9.2.2热处理工序位置的安排96

【思考题】100

第2篇 金属热加工基础100

第10章 铸造100

10.1合金的铸造性能与常用铸造合金100

10.1.1合金的铸造性能100

10.1.2常用的铸造合金101

10.2砂型铸造102

10.2.1砂型铸造过程简介102

10.2.2常见铸件缺陷105

10.3铸件图及铸件结构工艺性106

10.3.1铸件图106

10.3.2铸件结构工艺性106

10.4特种铸造及铸造方法的选择109

10.4.1特种铸造109

10.4.2常用铸造方法的比较和选择112

【思考题】114

第11章 锻压115

11.1锻造概述115

11.1.1锻造的作用115

11.1.2金属的锻造性能与锻造温度范围116

11.1.3常用金属材料的锻造性能116

11.2自由锻117

11.2.1自由锻的设备与基本工序117

11.2.2锻件图的绘制和坯料计算119

11.3模锻122

11.3.1锤上模锻122

11.3.2胎模锻124

11.4板料冲压125

11.4.1冲压设备126

11.4.2冲压基本工序126

11.4.3冲模的分类和构造128

【思考题】129

第12章 焊接130

12.1手工电弧焊130

12.1.1手弧焊的工艺过程与冶金特点130

12.1.2焊条131

12.1.3手弧焊件的焊接质量132

12.2其他常用焊接方法与焊接方法的选择133

12.2.1其他常用焊接方法133

12.2.2常用焊接方法的选择136

12.3金属的焊接性能与焊件的结构工艺性137

12.3.1金属的焊接性能137

12.3.2焊件的结构工艺性138

【思考题】139

第13章 机械零件毛坯的选择140

13.1毛坯选择的原则140

13.2机械零件毛坯的种类与选择140

13.2.1机械零件毛坯的种类与生产方法140

13.2.2零件毛坯选择的主要依据142

13.2.3常用零件毛坯的选择142

13.3毛坯选择示例144

13.3.1螺旋起重器结构与工作原理144

13.3.2螺旋起重器主要零件的毛坯选择145

【思考题】145

第3篇 金属切削加工基础147

第14章 金属切削基础知识147

14.1金属切削工艺系统147

14.1.1金属切削机床147

14.1.2金属切削刀具150

14.1.3工件154

14.1.4机床夹具155

14.1.5六点定位原理156

14.2切削运动与切削用量157

14.2.1切削运动157

14.2.2切削用量和切削层参数158

14.3金属切削过程的基本规律159

14.3.1切削区的金属变形160

14.3.2切削力161

14.3.3切削热与切削温度162

14.3.4刀具的磨损及其耐用度163

【思考题】164

第15章 金属切削加工方法165

15.1车床与车削加工165

15.1.1车床的类型与组成165

15.1.2车床的传动系统166

15.1.3车床附件及工件装夹168

15.1.4常用车刀的种类与结构169

15.1.5车削加工范围及常用车削方法170

15.2铣床与铣削加工173

15.2.1铣床的类型与组成174

15.2.2铣床的传动系统176

15.2.3铣床附件及工件装夹176

15.2.4铣刀的类型与常用铣刀177

15.2.5铣削加工特点及铣削用量179

15.2.6常用铣削加工方法180

15.3其他常用机床及其加工186

15.3.1钻床及其加工186

15.3.2刨床及其加工187

15.3.3磨床及其加工189

15.4数控机床加工与快速成形技术191

15.4.1数控机床加工简介191

15.4.2快速成形技术简介192

15.5精密加工与特种加工193

15.5.1精密加工简介193

15.5.2特种加工简介194

【思考题】196

第16章 机械零件制造工艺基础197

16.1概述197

16.1.1生产过程与工艺过程197

16.1.2机械加工工艺过程的组成197

16.1.3生产纲领与生产类型198

16.2零件的机械加工工艺规程200

16.2.1工艺规程的内容与作用200

16.2.2工艺文件200

16.3零件加工工艺路线的拟定203

16.3.1表面加工方法的选择203

16.3.2加工阶段的划分204

16.3.3加工顺序的安排205

16.4数控加工工艺简介206

16.4.1数控加工工艺的概念206

16.4.2数控加工工艺的特点207

16.4.3数控加工工艺的设计207

【思考题】208

附录209

参考文献226