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第一篇 工程材料3

1 绪论3

1.1 材料概述3

1.2 工程材料分类4

1.3 工程材料发展趋势5

2 金属材料的主要性能7

2.1 静载下金属材料的力学性能7

2.1.1 弹性和塑性7

2.1.2 刚度8

2.1.3 强度8

2.1.4 硬度9

2.2 动载和高温下金属材料的力学性能10

2.2.1 冲击韧性10

2.2.2 疲劳强度10

2.2.3 蠕变11

2.3 金属材料的物理、化学和工艺性能11

2.3.1 物理性能11

2.3.2 化学性能11

2.3.3 工艺性能11

复习题12

3 金属的晶体结构与结晶13

3.1 金属的晶体结构13

3.1.1 晶体概念13

3.1.2 常见的金属晶格14

3.1.3 晶体结构的致密度14

3.2 实际金属的结构15

3.2.1 多晶体结构15

3.2.2 晶格缺陷16

3.3 金属的结晶16

3.3.1 金属的结晶过程16

3.3.2 金属的同素异构转变17

3.3.3 金属铸锭的组织特点18

复习题19

4 铁碳合金20

4.1 合金的相结构20

4.1.1 固溶体20

4.1.2 金属化合物21

4.2 二元合金状态图的建立22

4.2.1 二元相图的建立22

4.2.2 杠杆定律22

4.2.3 共晶相图23

4.2.4 共析相图24

4.3 铁碳合金的结构和相图24

4.3.1 铁碳合金的基本组织25

4.3.2 铁碳合金相图25

4.3.3 典型成分合金平衡结晶过程分析27

4.3.4 铁碳合金的应用30

复习题32

5 钢的热处理33

5.1 钢在加热时的组织转变33

5.1.1 奥氏体的形成33

5.1.2 奥氏体的形成速度35

5.1.3 奥氏体晶粒大小及其影响因素35

5.2 钢在非平衡冷却时的转变36

5.2.1 过冷奥氏体等温转变曲线37

5.2.2 过冷奥氏体等温转变产物的组织与性能37

5.2.3 过冷奥氏体连续冷却转变曲线40

5.3 钢的常用热处理工艺41

5.3.1 钢的退火和正火41

5.3.2 钢的淬火43

5.3.3 钢的回火47

5.4 钢的表面热处理工艺49

5.4.1 钢的表面淬火49

5.4.2 钢的化学热处理50

5.5 其他热处理工艺简介53

5.5.1 形变热处理53

5.5.2 低温形变热处理53

5.5.3 高温形变热处理53

5.5.4 真空热处理53

5.6 热处理工艺举例54

复习题54

6 常用金属材料56

6.1 工业用钢56

6.1.1 碳素钢56

6.1.2 合金钢58

6.2 铸铁66

6.2.1 概述66

6.2.2 铸铁的石墨化66

6.2.3 常用铸铁67

6.3 有色金属及其合金71

6.3.1 铝及其合金71

6.3.2 铜及其合金73

复习题75

第二篇 热成形工艺基础79

7 铸造成形79

7.1 砂型铸造79

7.1.1 砂型铸型的组成80

7.1.2 型砂和芯砂80

7.1.3 造型和造芯的方法81

7.1.4 浇注系统和冒口86

7.2 铸件成形工艺基础88

7.2.1 液态合金的充型能力88

7.2.2 铸件的收缩90

7.2.3 铸造应力、铸件变形和裂纹93

7.2.4 合金的偏析和吸气97

7.3 铸件结构的铸造工艺性97

7.3.1 铸造工艺对铸件结构的要求97

7.3.2 合金铸造性能对铸件结构的要求101

7.4 铸造工艺分析与设计104

7.4.1 浇注位置与分型面的确定104

7.4.2 主要工艺参数的确定107

7.4.3 铸造工艺图及铸件图111

7.5 特种铸造112

7.5.1 金属型铸造112

7.5.2 熔模铸造112

7.5.3 压力铸造113

7.5.4 低压铸造114

7.5.5 离心铸造115

7.5.6 实型铸造115

7.5.7 连续铸造116

7.5.8 常用铸造方法比较116

7.6 铸造成形新工艺简介117

7.6.1 悬浮铸造117

7.6.2 半固态金属铸造118

7.6.3 近终形状铸造119

7.6.4 计算机数值模拟技术119

复习题119

8 锻压成形122

8.1 金属的塑性变形122

8.1.1 金属塑性变形的实质122

8.1.2 金属的冷变形强化、回复和再结晶123

8.1.3 锻造比和流线组织125

8.1.4 金属的锻造性126

8.2 自由锻造127

8.2.1 自由锻造工艺规程的制订128

8.2.2 自由锻件结构工艺性130

8.3 模锻131

8.3.1 锤上模锻131

8.3.2 模锻工艺规程的制订132

8.3.3 模锻零件结构工艺性134

8.3.4 胎模锻造135

8.4 板料冲压136

8.4.1 分离工序136

8.4.2 变形工序137

8.4.3 冲压件的工艺性139

8.5 锻压成形其他工艺140

8.5.1 轧制成形140

8.5.2 挤压成形141

8.5.3 拉拔成形143

8.6 锻压成形新工艺简介144

8.6.1 精密模锻144

8.6.2 精密冲裁144

8.6.3 液态模锻145

8.6.4 超塑成形146

复习题147

9 焊接成形149

9.1 熔焊150

9.1.1 电弧焊150

9.1.2 其他熔焊方法157

9.2 压力焊和钎焊159

9.2.1 压力焊159

9.2.2 钎焊161

9.3 常用金属材料的焊接性能162

9.3.1 金属材料的焊接性162

9.3.2 碳钢及合金钢的焊接164

9.3.3 铸铁的补焊165

9.3.4 有色金属及其合金的焊接166

9.4 焊接件的结构工艺性167

9.4.1 焊接应力与变形167

9.4.2 焊接结构材料的选择170

9.4.3 焊接方法的选择171

9.4.4 焊接件结构设计的工艺性172

9.5 焊接成形新工艺简介176

9.5.1 新型焊接电源176

9.5.2 新焊接方法176

9.5.3 焊接专家系统与机器人焊接177

复习题178

第三篇 冷成形工艺178

10 金属切削的基础知识183

10.1 概述183

10.2 金属切削过程184

10.2.1 切屑的种类184

10.2.2 积屑瘤185

10.2.3 切屑收缩和冷变形强化185

10.2.4 切削力和切削热186

10.3 刀具材料和刀具构造187

10.3.1 刀具材料187

10.3.2 刀具的构造188

10.4 切削加工的经济性189

10.4.1 刀具寿命和切削速度189

10.4.2 进给量和背吃刀量190

10.4.3 材料的切削加工性190

复习题192

11 常用加工方法综述193

11.1 车削加工193

11.1.1 车削的工艺特点193

11.1.2 车削的应用194

11.2 孔的钻、镗加工195

11.2.1 钻削的工艺特点195

11.2.2 钻削的应用196

11.2.3 扩孔和铰孔196

11.2.4 镗孔197

11.3 平面的铣刨加工198

11.3.1 铣刨加工的工艺特点198

11.3.2 铣刨加工的应用199

11.4 拉削加工199

11.5 磨削加工200

11.5.1 磨削的工艺特点200

11.5.2 磨削的应用201

11.6 光整加工204

11.6.1 珩磨204

11.6.2 研磨205

11.6.3 超精加工205

11.6.4 抛光205

复习题206

12 典型表面加工分析207

12.1 外圆面加工207

12.1.1 外圆面的结构特点和技术要求207

12.1.2 外圆面加工方案分析208

12.2 孔加工209

12.2.1 孔的类型和技术要求209

12.2.2 孔加工方案分析209

12.3 平面加工210

12.3.1 平面的类型和技术要求210

12.3.2 平面加工方案分析211

12.4 螺纹加工212

12.4.1 螺纹的类型212

12.4.2 螺纹的常用加工方法212

12.5 齿轮加工213

12.5.1 齿轮的技术要求213

12.5.2 齿轮的常用加工方法214

12.6 零件的结构工艺性217

复习题224

参考文献226