绪论 1

第一单元 金属材料与热处理

第1章 金属的结构与结晶 4

1.1 金属的晶体结构 4

1.1.1 晶体与非晶体 4

1.1.2 金属的晶格类型 4

1.1.3 单晶体与多晶体 5

1.1.4 晶体的缺陷 6

1.2 纯金属的结晶 7

1.2.1 纯金属的结晶过程 7

1.2.2 晶粒大小对金属材料的影响 8

1.2.3 同素异构转变 9

第2章　金属材料的性能 11

2.1 金属材料的物理性能 11

2.1.1 密度 11

2.1.2 熔点 12

2.1.3 热膨胀性 12

2.1.4 导热性 13

2.2 金属材料的力学性能 14

2.2.1 强度和塑性 14

2.2.2 硬度 17

2.2.3 冲击韧性和疲劳强度 19

2.3 金属材料的工艺性能 20

2.3.1 铸造性能 21

2.3.2 锻压性能 22

2.3.3 焊接性能 23

2.3.4 切削加工性能及热处理性能 23

第3章　铁碳合金 25

3.1 合金及其组织 26

3.1.1 合金的基本概念 26

3.1.2 合金的组织 26

3.2 铁碳合金的基本组织与性能 28

3.2.1 铁素体 28

3.2.2 奥氏体 28

3.2.3 渗碳体 29

3.2.4 珠光体 29

3.2.5 莱氏体 29

3.3 铁碳合金相图 30

3.3.1 铁碳合金相图的组成 31

3.3.2 Fe-Fe3C相图中特性点、线的含义 31

3.3.3 铁碳合金的分类 33

3.3.4 铁碳合金的成分、组织与性能的关系 33

3.3.5 Fe-Fe3C相图的应用 33

3.4 碳素钢 35

3.4.1 钢中常存元素及其对性能的影响 35

3.4.2 碳素钢的分类 35

3.4.3 碳素钢牌号及用途 36

第4章 钢的热处理 41

4.1 热处理的原理及分类 41

4.2 钢在加热及冷却时的组织转变 42

4.2.1 钢在加热时的组织转变 42

4.2.2 钢在冷却时的组织转变 43

4.3 热处理的基本方法 47

4.3.1 退火与正火 47

4.3.2 淬火与回火 49

4.4 钢的表面热处理 54

4.4.1 表面淬火 54

4.4.2 化学热处理 55

第5章 合金钢 61

5.1 合金钢的分类和牌号 61

5.1.1 合金钢的分类 61

5.1.2 合金钢的牌号 62

5.2 合金结构钢 63

5.2.1 低合金结构钢 63

5.2.2 合金渗碳钢 64

5.2.3 合金调质钢 65

5.2.4 合金弹簧钢 66

5.2.5 滚动轴承钢 66

5.3 合金工具钢 68

5.3.1 合金刃具钢 68

5.3.2 合金模具钢 70

5.3.3 合金量具钢 71

5.4 特殊性能钢 72

5.4.1 不锈钢 72

5.4.2 耐热钢 74

5.4.3 耐磨钢 74

第6章　铸铁 76

6.1 铸铁的特点与分类 76

6.1.1 铸铁的石墨化 76

6.1.2 铸铁的组织与性能的关系 77

6.1.3 铸铁的分类 78

6.2 常用铸铁简介 78

6.2.1 灰铸铁 78

6.2.2 可锻铸铁 80

6.2.3 球墨铸铁 81

6.2.4 蠕墨铸铁 83

6.2.5 合金铸铁 84

6.2.6 常用铸铁的热处理 84

第7章 有色金属与硬质合金 86

7.1 铜及铜合金 86

7.1.1 纯铜（Cu） 86

7.1.2 铜合金 87

7.2 铝及铝合金 91

7.2.1 铝及铝合金的性能特点 92

7.2.2 铝及铝合金的分类、代号、牌号和用途 92

7.3 钛及钛合金 95

7.3.1 纯钛（Ti） 96

7.3.2 钛合金 96

7.3.3 钛的三大功能 97

7.4 硬质合金 97

7.4.1 硬质合金的性能特点 98

7.4.2 常用的硬质合金 98

第二单元 金 属 工 艺

第8章 锻造与铸造 102

8.1　锻造 102

8.1.1 坯料的加热 102

8.1.2 自由锻 103

8.1.3 模锻 106

8.1.4 锻件的锻后冷却 107

8.1.5 自由锻工艺 108

8.1.6 自由锻的常见缺陷 109

8.2　铸造 110

8.2.1 铸造基础 110

8.2.2 砂型铸造 111

8.2.3 铸造工艺 116

8.2.4 特种铸造 118

第9章 车削 122

9.1　车床 122

9.1.1 卧式车床 122

9.1.2 车削运动 122

9.1.3 车削的加工范围及特点 125

9.1.4 切削用量 126

9.2　车床的工艺装备 127

9.2.1 车床夹具 127

9.2.2 车刀和刀具材料 129

9.3　车削工艺 131

9.3.1 分析图样 132

9.3.2 制定加工工艺 132

9.3.3 齿轮轴的车削加工 132

第10章 钳加工 134

10.1　划线 134

10.1.1 常用划线工具 135

10.1.2 划线基准的选择 136

10.1.3 划线步骤及工艺 136

10.2　孔加工 138

10.2.1 钻床 138

10.2.2 钻孔 139

10.2.3 扩孔 139

10.2.4 锪孔 140

10.2.5 铰孔 140

10.3　螺纹加工 142

10.3.1 攻螺纹 142

10.3.2 套螺纹 144

10.4　平面与曲面加工 145

10.4.1 锯削与錾削 146

10.4.2 锉削 147

10.4.3 刮削 149

10.4.4 研磨 151

第11章 铣削、刨削与镗削 154

11.1　铣削 154

11.1.1 铣床与铣刀 154

11.1.2 铣床的加工范围与特点 158

11.1.3 铣削方法 159

11.1.4 工件的装夹 160

11.1.5 典型零件的铣削 161

11.2　刨削与镗削 163

11.2.1 刨床与插床 164

11.2.2 镗削 166

11.2.3 刨削、插削与镗削的典型零件加工 168

第12章 磨削 170

12.1　磨床 170

12.1.1 常用磨床 170

12.1.2 磨削的主要加工内容 173

12.1.3 磨削的工艺特点 173

12.2　砂轮 174

12.2.1 砂轮的组成 174

12.2.2 砂轮的标记 174

12.3　磨削工艺 178

12.3.1 在外圆磨床上磨外圆 178

13.3.2 在外圆磨床上磨内圆 180

12.3.3 在外圆磨床上磨外圆锥 181

12.3.4 在平面磨床上磨平面 181

12.3.5 齿轮轴的磨削工艺 182

附录Ⅰ 压痕直径与布氏硬度对照表 184

附录Ⅱ 黑色金属硬度及强度换算表 186

附录Ⅲ 常用钢的临界点 187