第一篇工程材料

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

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

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