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绪论1

第1章 材料分类及性能3

1.1 材料的分类3

1.1.1 金属材料4

1.1.2 陶瓷材料4

1.1.3 高分子材料5

1.1.4 复合材料5

1.2 材料的性能6

1.2.1 力学性能6

1.2.2 物理和化学性能14

1.2.3 工艺性能16

复习思考题17

第2章 金属与合金的结构与结晶18

2.1 金属的晶体结构与结晶18

2.1.1 金属的晶体结构18

2.1.2 实际金属晶体中的晶体缺陷21

2.1.3 纯金属的结晶24

2.2 合金的晶体结构与结晶29

2.2.1 固态合金的相结构29

2.2.2 二元合金相图32

2.2.3 相图与合金性能的关系44

复习思考题45

第3章 铁碳合金与铁碳相图47

3.1 铁碳合金的组织结构47

3.1.1 铁碳合金的组元47

3.1.2 铁碳合金的相结构48

3.1.3 铁碳合金的组织49

3.2 铁碳合金相图49

3.2.1 Fe-Fe3C相图分析49

3.2.2 典型合金平衡结晶过程及组织52

3.2.3 铁碳合金相图的应用60

3.3 碳素钢63

3.3.1 常存杂质元素对碳素钢性能的影响63

3.3.2 常用碳素钢的分类63

3.3.3 碳素钢的牌号、性能及用途64

复习思考题65

第4章 金属的热处理66

4.1 钢在加热时的组织转变67

4.1.1 奥氏体的形成过程67

4.1.2 影响奥氏体转变的因素69

4.1.3 奥氏体晶粒大小及其影响因素69

4.2 钢在冷却时的组织转变71

4.2.1 过冷奥氏体的等温转变72

4.2.2 过冷奥氏体连续冷却转变81

4.3 钢的热处理工艺83

4.3.1 退火84

4.3.2 正火87

4.3.3 淬火87

4.3.4 回火93

4.3.5 表面淬火97

4.3.6 化学热处理101

复习思考题107

第5章 合金钢109

5.1 概述109

5.1.1 合金元素在钢中的作用109

5.1.2 合金钢的分类及编号113

5.2 合金结构钢115

5.2.1 低合金高强度结构钢116

5.2.2 合金渗碳钢116

5.2.3 合金调质钢122

5.2.4 合金弹簧钢126

5.2.5 滚动轴承钢130

5.3 合金工具钢134

5.3.1 合金刃具钢134

5.3.2 合金模具钢141

5.3.3 量具钢145

5.4 特殊性能钢147

5.4.1 不锈钢147

5.4.2 耐磨钢153

5.4.3 耐热钢154

复习思考题156

第6章 铸钢与铸铁157

6.1 铸钢157

6.1.1 碳素铸钢的化学成分及力学性能157

6.1.2 铸钢的组织特征和热处理158

6.2 铸铁158

6.2.1 铸铁的石墨化158

6.2.2 铸铁的组织特征和分类161

6.2.3 铸铁的性能特点162

6.2.4 常用铸铁163

复习思考题177

第7章 有色金属与粉末冶金材料178

7.1 铝及铝合金178

7.1.1 铝及铝合金的性能特点178

7.1.2 铝合金的分类178

7.1.3 铝合金的热处理179

7.1.4 变形铝合金180

7.1.5 铸造铝合金185

7.2 铜及铜合金189

7.2.1 铜及铜合金的性能特点189

7.2.2 纯铜190

7.2.3 黄铜190

7.2.4 青铜194

7.2.5 白铜197

7.3 镁及镁合金198

7.3.1 工业纯镁198

7.3.2 镁合金199

7.4 钛及钛合金201

7.4.1 工业纯钛201

7.4.2 钛合金201

7.5 滑动轴承合金203

7.5.1 对轴承合金性能的要求203

7.5.2 轴承合金的组织特点203

7.5.3 轴承合金的分类及用途204

7.6 粉末冶金材料208

7.6.1 粉末冶金机器零件材料208

7.6.2 粉末冶金工具材料209

复习思考题211

第8章 非金属材料212

8.1 高分子材料212

8.1.1 高分子材料的基本知识212

8.1.2 高分子材料的性能219

8.1.3 常用工程高分子材料及应用220

8.2 陶瓷材料225

8.2.1 陶瓷材料的结合键、组成相与基本性能特征225

8.2.2 陶瓷材料的分类228

8.2.3 典型结构陶瓷简介228

8.3 复合材料231

8.3.1 复合材料基本知识231

8.3.2 复合材料增强机理232

8.3.3 复合材料的性能特点234

8.3.4 典型复合材料及用途235

复习思考题237

第9章 铸造238

9.1 铸造工艺基础239

9.1.1 液态合金的充型能力239

9.1.2 铸件的凝固241

9.1.3 铸造合金的收缩性243

9.2 铸造方法250

9.2.1 砂型铸造251

9.2.2 特种铸造方法254

9.2.3 常用铸造方法的比较259

9.2.4 铸件质量和常见铸造缺陷260

9.3 铸造工艺设计263

9.3.1 浇注位置和分型面的选择263

9.3.2 铸造工艺参数的确定267

9.3.3 确定浇注系统273

9.3.4 绘制铸造工艺图274

9.3.5 铸件结构工艺性277

9.4 常用铸造合金的生产283

9.4.1 铸铁件的生产284

9.4.2 铸钢件的生产286

9.4.3 有色合金铸件的生产286

复习思考题287

第10章 金属压力加工289

10.1 锻压工艺基础290

10.1.1 金属的塑性变形过程290

10.1.2 塑性变形对金属组织和性能的影响295

10.1.3 塑性变形金属的回复与再结晶297

10.1.4 冷变形与热变形299

10.1.5 金属的塑性成形性能300

10.2 锻造302

10.2.1 自由锻302

10.2.2 模锻309

10.3 板料冲压316

10.3.1 冲压设备317

10.3.2 板料冲压基本工序318

10.3.3 冲压模具326

10.4 先进压力加工方法简介329

10.4.1 精密模锻329

10.4.2 超塑性成形330

10.4.3 高速高能率成形331

10.4.4 辊轧成形333

10.4.5 旋压成形335

10.4.6 精密冲裁336

复习思考题337

第11章 焊接339

11.1 电弧焊340

11.1.1 焊接电弧340

11.1.2 焊接过程341

11.1.3 焊接应力与变形344

11.1.4 焊条电弧焊348

11.1.5 埋弧焊350

11.1.6 气体保护焊352

11.2 气焊与气割352

11.2.1 气焊353

11.2.2 气割354

11.3 其他常用焊接方法354

11.3.1 电阻焊354

11.3.2 摩擦焊356

11.3.3 钎焊357

11.3.4 电渣焊358

11.3.5 等离子弧焊接与切割359

11.3.6 真空电子束焊接360

11.3.7 激光焊接361

11.4 常用金属材料的焊接361

11.4.1 金属材料的焊接性361

11.4.2 碳钢的焊接362

11.4.3 合金结构钢的焊接363

11.4.4 奥氏体不锈钢的焊接363

11.4.5 铸铁的焊补364

11.4.6 有色金属的焊接365

11.5 焊接结构设计367

11.5.1 焊接结构件材料的选择367

11.5.2 焊缝的布置368

11.5.3 焊接接头的设计371

复习思考题375

第12章 机械零件的选材376

12.1 零件失效分析376

12.1.1 失效与失效分析376

12.1.2 失效的分类377

12.1.3 失效的主要原因377

12.1.4 失效分析的基本步骤378

12.2 零件材料的选择378

12.2.1 选材及其意义378

12.2.2 零件材料选择的基本原则379

12.2.3 现代选材方法介绍382

12.3 典型零件材料及工艺选择385

12.3.1 轴的选材与工艺385

12.3.2 齿轮的选材与工艺390

12.3.3 箱体类零件的选材及工艺分析393

复习思考题394

参考文献395