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第一篇　材料篇1

序2

第1章　金属材料的性能6

1.1　力学性能6

1.1.1　强度6

1.1.2　塑性7

1.1.3　硬度8

1.1.4　冲击韧度10

1.1.5　疲劳强度11

1.2　物理性能和化学性能12

1.2.1　物理性能12

1.2.2　化学性能13

1.3　工艺性能14

1.3.1　切削加工性能14

1.3.2　锻造性能14

1.3.3　铸造性能14

1.3.4　焊接性能15

1.3.5　热处理性能15

1.4　经济性能15

本章小结16

习题16

第2章　材料的结构与凝固18

2.1　金属材料的结构特点18

2.1.1　晶体结构的基本概念18

2.1.2　三种典型的金属晶体结构19

2.1.3　实际金属的晶体结构20

2.1.4　合金的相结构22

2.2　非金属材料的结构特点24

2.2.1　陶瓷材料的结构特点24

2.2.2　高分子材料的结构特点26

2.3　材料的凝固与结晶28

2.3.1　纯金属的结晶28

2.3.2　非晶态凝固的特点31

2.4　铁碳合金的结构及相图31

2.4.1　铁碳合金的基本组元和基本相31

2.4.2 Fe—Fe3C相图分析32

2.4.3　典型合金的结晶过程分析35

2.5　铁碳合金相图的应用40

2.5.1　含碳量、组织与力学性能的关系40

2.5.2　铁碳合金相图的应用40

本章小结41

习题42

第3章　钢的热处理43

3.1　钢的热处理概述43

3.2　钢在加热和冷却时的转变43

3.2.1　钢在加热时的转变43

3.2.2　过冷奥氏体的等温转变曲线45

3.2.3　等温转变产物的组织与性能46

3.2.4　过冷奥氏体的连续冷却转变47

3.3　钢的整体热处理工艺48

3.3.1　退火48

3.3.2　正火49

3.3.3　淬火50

3.3.4　回火53

3.4　钢的表面热处理工艺54

3.4.1　钢的表面淬火54

3.4.2　化学热处理55

3.5　热处理工艺的应用57

3.5.1　热处理技术条件的标注57

3.5.2　热处理工序位置的安排59

3.5.3　常见热处理缺陷及预防60

3.6　热处理新技术简介61

3.6.1　真空热处理技术61

3.6.2　形变热处理61

3.6.3　激光淬火和电子束淬火61

本章小结62

习题62

第4章　钢铁材料64

4.1　工业用钢64

4.1.1　钢的分类与牌号64

4.1.2　杂质元素和合金元素在钢中的作用65

4.1.3　非合金钢69

4.1.4　合金钢70

4.2　铸铁81

4.2.1　铸铁的石墨化82

4.2.2　常用铸铁材料84

4.2.3　合金铸铁89

4.3　非铁金属材料91

4.3.1　铝及铝合金91

4.3.2　铜及铜合金93

4.3.3　滑动轴承合金96

4.3.4　粉末冶金材料97

本章小结99

习题101

第5章　非金属材料103

5.1　高分子材料103

5.1.1　塑料103

5.1.2　橡胶105

5.2　陶瓷材料106

5.2.1　陶瓷的分类106

5.2.2　陶瓷材料的组织结构107

5.2.3　陶瓷材料的性能特点107

5.3　复合材料108

5.3.1　复合材料复合强化原理108

5.3.2　复合材料的种类108

5.3.3　复合材料的性能特点109

5.4　工程材料的新进展110

5.4.1　形状记忆合金110

5.4.2　纳米材料113

5.4.3　超导材料114

5.4.4　智能材料116

5.4.5　梯度功能材料116

5.4.6　减振合金118

5.4.7　磁性材料120

5.4.8　非晶态材料121

本章小结122

习题123

第二篇　工艺篇125

序126

第6章　凝固成形工艺127

6.1　材料凝固理论127

6.1.1　液态金属的凝固127

6.1.2　金属与合金的铸造性能130

6.1.3　铸造性能对铸件质量的影响134

6.1.4　铸造合金的生产特点139

6.2　凝固成形方法142

6.2.1　砂型铸造142

6.2.2　熔模铸造161

6.2.3　金属型铸造163

6.2.4　压力铸造164

6.2.5　离心铸造167

6.2.6　陶瓷型铸造168

6.2.7　对各种凝固成形方法的评价169

6.3　铸造工艺设计171

6.3.1　浇注位置的选择171

6.3.2　铸型分型面的选择173

6.3.3　工艺参数的选择174

6.3.4　浇注系统176

6.3.5　铸造工艺简图绘制179

6.3.6　铸造工艺设计实例179

6.4　凝固成形件的结构设计181

6.4.1　铸造工艺对铸件结构的要求181

6.4.2　合金的铸造性能对铸件结构的要求184

6.4.3　铸造方法的影响186

6.5　铸件质量检验、缺陷分析及措施187

6.5.1　铸件质量检验187

6.5.2　铸件的主要缺陷、原因分析及措施188

6.6　凝固成形技术新发展189

6.6.1　凝固理论推动的铸造新发展189

6.6.2　造型技术的新发展191

6.6.3　计算机技术推动铸造的新发展191

本章小结193

习题195

第7章　塑性成形工艺200

7.1　塑性成形理论基础200

7.1.1　金属塑性变形的实质200

7.1.2　塑性变形对金属组织与性能的影响202

7.1.3　金属的可锻性204

7.2　板料成形206

7.2.1　冲压设备与模具207

7.2.2　板料冲压的基本工序208

7.2.3　冲压件结构设计214

7.2.4　冲压工艺设计实例216

7.3　体积成形218

7.3.1　锻造218

7.3.2　锻造工艺设计230

7.3.3　锻件结构设计235

7.3.4　锻件缺陷及其产生的原因238

7.3.5　轧制、挤压和拉拔244

7.4　塑性成形新发展246

7.4.1　板料成形方面246

7.4.2　体积成形方面248

本章小结251

习题252

第8章　连接成形工艺256

8.1　焊接的基础知识256

8.1.1　焊接的冶金特点256

8.1.2　金属的焊接性能257

8.1.3　常用金属材料的焊接257

8.2　电弧焊260

8.2.1　焊条电弧焊261

8.2.2　埋弧焊263

8.2.3　气体保护焊264

8.3　其它焊接方法266

8.3.1 电渣焊266

8.3.2　电阻焊267

8.3.3　钎焊267

8.4　焊件的结构设计268

8.5　焊接质量及其控制271

8.5.1　焊接接头的组织与性能271

8.5.2　焊接应力与变形272

8.5.3　焊接接头的主要缺陷及检验275

8.6　焊接技术发展277

8.7　胶接成形277

8.7.1　胶接的特点与应用277

8.7.2　胶接工艺278

本章小结280

习题280

第9章　非金属材料的成形工艺282

9.1　工程塑料和橡胶成形工艺282

9.1.1　工程塑料的种类及成形方法282

9.1.2　工程塑料件结构设计285

9.1.3　橡胶的成形方法288

9.2　工程陶瓷及复合材料的成形工艺289

9.2.1　陶瓷种类及成形工艺289

9.2.2　复合材料种类及成形工艺290

本章小结292

习题293

第10章　表面成形工艺及强化技术294

10.1　热喷涂技术294

10.1.1　热喷涂技术的原理和涂层性能294

10.1.2　热喷涂技术的分类及特点295

10.1.3　热喷涂技术常用方法及原理296

10.2　气相沉积技术297

10.3　化学膜层保护技术299

10.3.1　钢铁的氧化和磷化299

10.3.2　铝及铝合金的氧化处理301

10.3.3　铜及铜合金的氧化302

10.4　镀层处理技术303

10.4.1 电镀303

10.4.2　化学镀303

本章小结304

习题305

第11章　零件材料与成形工艺的选择306

11.1　工程材料的选择306

11.1.1　零件的失效分析306

11.1.2　机械零件材料选择的一般原则307

11.2　材料成形方法的选择309

11.3　典型零件材料与成形工艺选择及实例分析311

11.3.1　轴杆类零件311

11.3.2　轮盘类零件312

11.3.3　箱座类零件313

本章小结315

习题315

附录317

单元实训一　金属材料的力学性能实验318

单元实训二　铁碳合金平衡组织观察325

单元实训三　碳钢的热处理327

单元实训四　钢铁材料的火花鉴别330

单元实训五　手工两箱造型333

单元实训六　锤上自由锻造336

单元实训七　手工电弧焊338

单元实训八　调研汽车零件的材料和成形方法342

参考文献345