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绪论1

第一节 材料的发展推动了社会的进步1

第二节 我国材料及热加工的发展1

第三节 本课程的教学内容以及目的和任务3

第一章 金属的力学性能4

第一节 强度、刚度与塑性4

一、强度4

二、刚度5

三、塑性6

第二节 硬度7

一、布氏硬度7

二、洛氏硬度9

三、维氏硬度9

四、其他硬度10

第三节 冲击韧度11

一、大能量一次冲击11

二、小能量多次冲击12

第四节 疲劳强度13

一、疲劳现象13

二、疲劳强度14

三、提高疲劳强度的方法14

第五节 断裂韧度简介15

一、断裂韧度概念的建立15

二、断裂韧度KIc的测定15

三、断裂韧度的KIc应用16

习题与思考题16

第二章 金属的结晶与晶体结构18

第一节 金属的结晶18

一、纯金属的结晶18

二、合金的结晶22

第二节 纯金属的晶体结构24

一、晶体结构的基本概念24

二、典型的金属晶格类型25

三、原子排列的紧密程度27

四、实际金属的内部结构27

第三节 合金的晶体结构30

一、基本概念30

二、固溶体31

三、金属化合物33

四、合金中相的组成35

习题与思考题35

第三章 铁碳合金37

第一节 基本概念37

一、纯铁的同素异晶转变37

二、铁碳合金的基本相38

第二节 铁碳合金相图39

一、Fe-Fe3c相图分析39

二、典型合金的结晶过程分析41

第三节 铁碳合金的含碳量与组织、性能的关系46

一、含碳量与铁碳相图组织的关系46

二、含碳量与铁碳合金性能的关系46

第四节 Fe—Fe3C相图的应用47

一、选用钢铁材料方面47

二、制定热加工工艺方面48

三、应用Fe—Fe3C相图需注意的问题49

第五节 碳钢49

一、碳钢中的杂质元素及其影响49

二、碳钢的分类50

三、碳素结构钢51

四、优质碳素结构钢52

五、碳素工具钢54

六、其他碳素结构钢55

第六节 铸铁57

一、铸铁的石墨化57

二、灰口铸铁59

三、球墨铸铁61

四、可锻铸铁63

五、蠕墨铸铁64

六、合金铸铁简介65

习题与思考题66

第四章 金属的塑性变形与再结晶68

第一节 金属的塑性变形68

一、单晶体的塑性变形68

二、多晶体的塑性变形71

三、塑性变形对金属组织、性能的影响72

第二节 回复与再结晶75

一、加热时组织结构，性能的变化75

二、再结晶温度76

三、影响再结晶后晶粒大小的因素77

第三节 金属的热加工79

一、冷加工与热加工79

二、热加工后金属的组织和性能79

习题与思考题80

第五章 钢的热处理82

第一节 钢加热时的组织转变82

一、奥氏体的形成82

二、奥氏体晶粒大小的控制83

第二节 钢在冷却时的组织转变86

一、奥氏体的等温转变86

二、奥氏体的连续冷却转变90

第三节 钢的热处理工艺93

一、退火93

二、正火94

三、淬火95

四、回火103

第四节 钢的表面热处理105

一、表面淬火105

二、化学热处理107

第五节 其他热处理工艺简介114

习题与思考题117

第六章 合金钢119

第一节 概述119

一、合金元素在钢中存在形式119

二、合金元素的作用119

三、合金钢的分类123

第二节 合金结构钢124

一、合金结构钢的编号124

二、低合金结构钢124

三、合金渗碳钢125

四、合金调质钢128

五、超高强度钢130

六、合金弹簧钢131

七、合金轴承钢133

第三节 合金工具钢136

一、合金工具钢的编号136

二、合金刃具钢137

三、合金模具钢142

四、合金量具钢145

第四节 特殊性能钢146

一、特殊性能钢的编号146

二、合金不锈钢147

三、合金耐热钢153

四、合金耐磨钢155

习题与思考题155

第七章 高温合金157

第一节 概述特殊性能钢的157

一、热安定性157

二、热强性158

三、高温合金的分类及编号159

第二节 变形高温合金160

一、化学成分160

二、热处理160

三、变形高温合金的性能特点163

四、应用举例及工艺流程163

第三节 铸造高温合金165

一、铸造高温合金的合金化特点及合金元素的作用165

二、铸造高温合金的热处理165

三、铸造高温合金的性能特点165

第四节 高温合金零件的失效形式167

一、涡轮盘167

二、燃烧室168

三、导向叶片168

习题与思考题168

第八章 有色金属及其合金169

第一节 铝及铝合金169

一、纯铝169

二、铝合金169

第二节 镁及镁合金178

一、纯镁179

二、镁合金179

第三节 钛及钛合金182

一、纯钛182

二、钛合金182

第四节 铜及铜合金186

一、纯铜186

二、铜合金187

第五节 滑动轴承合金193

一、性能要求及组织193

二、常用的轴承合金194

习题与思考题197

第九章 工程非金属材料198

第一节 高分子聚合物概述198

一、基本概念198

二、高分子聚合物的人工合成方法199

三、高分子聚合物的结构201

四、高分子聚合物的特性205

五、高分子聚合物的分类207

第二节 塑料207

一、塑料的组成208

二、塑料的分类208

三、塑料的成型和制品加工209

四、工程塑料211

第三节 橡胶216

一、橡胶的组成216

二、橡胶制品的加工成型216

三、常用橡胶217

第四节 陶瓷220

一、陶瓷的分类220

二、陶瓷的生产220

三、陶瓷的结构和性能221

四、常用陶瓷材料223

第五节 复合材料224

一、概述224

二、复合材料的分类225

三、复合原则和复合方法225

四、复合材料的性能226

五、常用复合材料227

习题与思考题231

第十章 金属的表面防护233

第一节 金属的腐蚀原理233

一、腐蚀的原理233

二、腐蚀的形式235

第二节 防止金属腐蚀的途径235

一、合理选用材料235

二、设计合理的结构236

三、采用保护层236

四、采用电化学保护法236

五、处理腐蚀介质236

第三节 常用金属表面防护法237

一、长期性的表面防护法237

二、临时性的表面防护法241

习题与思考题241

第十一章 选材242

第一节 金属材料的强化方法242

一、固溶强化242

二、细晶强化242

三、加工硬化242

四、时效强化243

五、第二相强化243

六、复合强化243

第二节 机械零件失效形式243

一、断裂失效243

二、塑性变形失效244

三、过弹变失效244

四、磨损失效244

五、腐蚀失效244

第三节 选材的一般原则244

一、选材应满足使用性能要求244

二、选材应满足工艺性能要求246

三、选材应注意经济性246

第四节 零件选材举例247

一、齿轮类选材247

二、轴类选材248

三、发动机叶片类选材250

四、压气机盘件类选材251

五、模具类选材252

六、其他方面选材253

习题与思考题253

第十二章 铸造254

第一节 砂型铸造254

一、造型材料254

二、造型方法256

三、熔炼及浇注259

四、落砂及清理260

五、铸造工艺图260

第二节 常用合金的铸造特性266

一、合金的铸造性能266

二、常用的铸造合金267

第三节 常见的铸件缺陷及其防止方法269

第四节 铸件结构的工艺性269

一、合金铸造性能对铸件结构的要求269

二、铸造工艺对铸件结构的要求273

第五节 特种铸造方法275

一、金属型铸造275

二、熔模铸造278

三、压力铸造280

四、离心铸造283

五、低压铸造283

六、定向结晶铸造284

习题与思考题285

第十三章 压力加工288

第一节 金属的可锻性及锻造加热289

一、金属的可锻性289

二、锻造加热290

第二节 自由锻造291

一、自由锻造设备291

二、自由锻造的基本工序292

三、自由锻造的工艺规程292

四、自由锻件结构的工艺性296

第三节 模锻297

一、概述297

二、锤上模锻299

三、胎模锻造及其他设备上的模锻302

第四节 板料冲压307

一、冲压设备307

二、板料冲压的基本工序308

三、冲压件结构的工艺性314

第五节 其他压力加工生产方式及新工艺316

一、轧制316

二、挤压318

三、拉拔319

四、新工艺319

习题与思考题322

第十四章 焊接324

第一节 手工电弧焊325

一、设备325

二、焊接电弧326

三、热影响区328

四、电焊条329

五、手工电弧焊的特点和应用329

六、手工电弧焊工艺333

第二节 气体保护电弧焊336

一、二氧化碳气体保护焊336

二、氩弧焊337

第三节 电阻焊339

一、对焊339

二、点焊340

三、缝焊341

第四节 其他焊接法341

一、气焊341

二、埋弧焊343

三、电渣焊344

四、等离子弧焊345

五、电子束焊346

六、激光焊347

七、钎焊348

第五节 常见的焊接缺陷及其产生的原因349

一、常见的焊接缺陷349

二、焊接缺陷产生的原因349

第六节 金属材料的焊接性349

一、焊接性351

二、钢的焊接352

三、铸铁的焊补354

四、有色金属材料的焊接354

第七节 焊接件的结构工艺性356

一、焊接材料的选用356

二、焊接方法的选择357

三、接头形式357

四、焊缝布置357

第八节 焊接变形及其防止361

一、焊接应力与变形361

二、焊接变形的基本形式362

三、减少和消除焊接应力的措施362

四、防止和减少焊接变形的措施363

五、焊后变形的矫正364

习题与思考题365

第十五章 粉末冶金366

第一节 粉末冶金工艺366

第二节 粉末冶金法的应用367

一、机械零件367

二、摩擦材料368

三、含油轴承材料368

四、硬质合金369

习题与思考题372

第十六章 胶接373

第一节 胶粘剂373

一、胶接原理373

二、胶粘剂的分类和组成373

三、常用胶粘剂375

四、胶粘剂的选用375

第二节 胶接法377

一、胶接的特点和应用378

二、对胶接接头的要求378

三、胶接工艺379

四、胶接安全381

习题与思考题381

第十七章 常用金属零件的缺陷擦伤法382

第一节 零件表面检验382

一、目测法382

二、荧光法382

三、磁粉法383

第二节 金相检验385

第三节 内部缺陷检验386

一、X射线法386

二、γ射线法387

三、超声波法387

习题与思考题389

附录390

附录一 实验说明390

附录二 硬度对照表396

附录三 常用钢的相变温度与退、正火温度表404

附录四 常用钢的回火温度与硬度对照表405

附录五 常用材料相对价格表406

附录六 部分国内外常用金属材料牌号对照表407

参考文献415