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第1章 金属材料的性能3

1.1金属材料的力学性能3

1.1.1强度3

1.1.2刚度5

1.1.3塑性6

1.1.4硬度6

1.1.5冲击韧度9

1.1.6疲劳强度10

1.1.7断裂韧度11

1.2金属材料的高温力学性能12

1.3案例13

思考题14

第2章 金属材料的组织结构15

2.1金属的结构15

2.1.1金属的晶体结构15

2.1.2金属的实际晶体结构17

2.1.3合金的晶体结构19

2.2金属的结晶20

2.2.1纯金属的结晶20

2.2.2合金的结晶22

2.2.3铁碳合金的结晶24

2.2.4典型铁碳合金的冷却过程及其组织27

2.3案例33

思考题34

第3章 金属的塑性变形与再结晶35

3.1金属的塑性变形35

3.1.1单晶体的塑性变形35

3.1.2多晶体的塑形变形37

3.2冷塑性变形对金属组织和性能的影响38

3.2.1冷塑性变形对金属组织的影响38

3.2.2冷塑性变形对金属性能的影响38

3.2.3冷塑性变形使金属产生残余应力39

3.2.4冷变形强化在生产中的影响39

3.3回复与再结晶40

3.3.1回复40

3.3.2再结晶40

3.3.3晶粒长大41

3.4金属的热塑性变形42

3.4.1热加工与冷加工的区别42

3.4.2热加工对金属组织和性能的影响42

3.5案例43

思考题44

第4章 钢的热处理45

4.1钢的热处理基础45

4.1.1钢的奥氏体化46

4.1.2奥氏体的晶粒大小及其影响因素47

4.2钢在冷却时的组织转变48

4.2.1过冷奥氏体的等温转变48

4.2.2过冷奥氏体的连续冷却转变51

4.2.3等温转变与连续冷却转变的比较53

4.3钢的普通热处理53

4.3.1钢的预备热处理53

4.3.2钢的最终热处理56

4.4钢的表面热处理61

4.4.1钢的表面淬火61

4.4.2钢的化学热处理62

4.5金属材料热处理工艺设计65

4.5.1热处理的技术条件65

4.5.2常见的热处理缺陷67

4.5.3热处理零件的结构工艺性67

4.5.4热处理工序位置的确定67

4.6案例69

思考题70

第5章 工业用钢72

5.1铁碳合金72

5.1.1钢的分类72

5.1.2铸铁的分类73

5.2常存元素和合金元素对钢性能的影响74

5.2.1常存杂质元素对钢性能的影响74

5.2.2合金元素在钢中的作用74

5.3碳素钢77

5.4合金钢80

5.4.1合金钢的分类及牌号81

5.4.2合金结构钢81

5.4.3合金工具钢88

5.4.4特殊性能钢91

5.5案例94

思考题95

第6章 铸铁96

6.1铸铁的石墨化96

6.2常用铸铁97

6.2.1灰铸铁97

6.2.2球墨铸铁99

6.2.3蠕墨铸铁101

6.2.4可锻铸铁101

6.3案例102

思考题102

第7章 模具材料概述103

7.1模具及模具材料的分类103

7.1.1模具的分类103

7.1.2模具材料的分类103

7.2模具材料的主要指标104

7.2.1模具材料的使用性能104

7.2.2模具材料的工艺性能105

7.2.3模具选材的一般原则105

7.3模具材料106

7.3.1模具材料的种类106

7.3.2模具材料的硬度106

7.3.3模具材料的冶金质量106

7.4模具的制造工艺107

7.4.1锻造工艺107

7.4.2热处理工艺107

7.5模具的使用与维护107

7.6案例108

思考题109

第8章 热作模具材料及其热处理110

8.1热作模具的工作条件及失效形式110

8.1.1锤锻模110

8.1.2热挤压模110

8.1.3压铸型111

8.1.4热冲裁模111

8.2热作模具材料的性能要求112

8.2.1热作模具材料的使用性能要求112

8.2.2热作模具材料的工艺性能要求112

8.3热作模具材料的选材及热处理113

8.3.1热作模具钢113

8.3.2其他热作模具材料116

8.3.3热作模具的选材117

8.3.4热作模具的制造工艺路线117

8.4案例117

思考题119

第9章 塑料模具材料及其热处理120

9.1塑料模具的工作条件及失效形式120

9.1.1塑料模具的工作条件120

9.1.2塑料模具的失效形式121

9.2塑料模具材料的性能要求121

9.2.1塑料模具材料的使用性能要求121

9.2.2塑料模具材料的工艺性能要求122

9.3塑料模具材料的分类及热处理122

9.3.1塑料模具钢及其热处理122

9.3.2其他塑料模具材料125

9.4塑料模具的选材及热处理实例125

9.4.1塑料模具的选材原则125

9.4.2塑料模具的选材方法125

9.5塑料模具的热处理特点127

9.5.1淬硬钢塑料模的热处理128

9.5.2渗碳钢塑料模的热处理128

9.5.3时效硬化钢塑料模的热处理128

9.6案例129

思考题130

第10章 冷作模具材料及其热处理131

10.1冷作模具的工作条件及失效形式131

10.1.1冲裁模131

10.1.2拉深模131

10.1.3冷镦模132

10.1.4冷挤压模132

10.2冷作模具材料的性能要求133

10.2.1冷作模具材料的使用性能要求133

10.2.2冷作模具材料的工艺性能要求134

10.3冷作模具材料的分类及热处理135

10.3.1冷作模具钢135

10.3.2硬质合金144

10.4案例145

思考题146

第11章 非铁金属及粉末冶金材料147

11.1铝及铝合金147

11.1.1工业纯铝147

11.1.2铝合金147

11.2铜及铜合金151

11.2.1工业纯铜151

11.2.2铜合金151

11.3轴承合金154

11.3.1轴承合金的性能特点154

11.3.2轴承合金的组织特征155

11.3.3常用的轴承合金及其牌号155

11.4粉末冶金及硬质合金156

11.4.1粉末冶金156

11.4.2硬质合金157

11.5案例158

思考题158

第12章 非金属材料及新型材料简介159

12.1工程塑料159

12.1.1塑料的组成159

12.1.2工程塑料的分类159

12.1.3常用工程塑料的性能和用途160

12.2工业橡胶161

12.2.1橡胶的组成161

12.2.2橡胶的分类161

12.2.3橡胶的性能特点162

12.3陶瓷材料162

12.3.1陶瓷材料的性能特点163

12.3.2常用工程陶瓷的种类、性能和用途163

12.4复合材料163

12.4.1复合材料的性能164

12.4.2常用复合材料164

12.5案例165

思考题165

第13章 金属材料的铸造成形工艺166

13.1概述166

13.2铸造方法166

13.2.1砂型铸造166

13.2.2熔模铸造170

13.2.3金属型铸造171

13.3铸造工艺172

13.3.1浇注位置与分型面的选择172

13.3.2浇注系统和冒口的设计173

13.3.3铸造工艺参数的选择175

13.3.4铸造工艺图177

13.4案例178

思考题179

第14章 金属材料的锻压成形工艺180

14.1概述180

14.2坯料的加热与锻件的冷却180

14.2.1坯料的加热180

14.2.2锻件的冷却181

14.3锻压方法与工艺181

14.3.1自由锻181

14.3.2模锻184

14.3.3胎模锻185

14.3.4冲压185

14.4案例190

思考题190

第15章 金属材料的焊接成形工艺192

15.1概述192

15.2焊接方法与工艺192

15.2.1熔化焊192

15.2.2压焊192

15.2.3钎焊193

15.2.4焊条电弧焊193

15.3气焊和气割198

15.3.1氧乙炔焰199

15.3.2气焊的设备及工具199

15.3.3气焊的焊丝与焊剂200

15.3.4气焊工艺201

15.3.5气焊基本操作201

15.3.6气割201

15.4埋弧焊202

15.5电阻焊202

15.6常用金属材料的焊接204

15.6.1碳素钢的焊接204

15.6.2低合金结构钢的焊接204

15.6.3不锈钢的焊接204

15.6.4铸铁的补焊205

15.6.5铝及其合金的焊接205

15.6.6铜及其合金的焊接205

15.6.7不锈钢与碳素钢的焊接206

15.6.8铸铁与低碳钢的焊接206

15.6.9钢与铜及其合金的焊接207

15.7焊接缺陷分析207

15.8案例210

思考题211

参考文献212