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第1篇 工程材料基础2

第1章 金属材料2

1.1 金属材料的结构2

1.1.1 金属的晶体结构2

1.1.2 合金的晶体结构3

1.1.3 金属的结晶5

1.2 金属材料的性能6

1.2.1 金属材料的力学性能6

1.2.2 金属材料的物理性能和化学性能11

1.2.3 金属材料的工艺性能12

1.3 铁碳合金12

1.3.1 铁碳合金的基本组织和性能12

1.3.2 铁碳合金相图13

1.3.3 铁碳合金的组织转变14

1.3.4 铁碳合金相图的应用15

1.4 常用金属材料16

1.4.1 碳素钢分类和牌号16

1.4.2 合金钢及其牌号18

1.4.3 铸铁和铸钢19

1.4.4 有色金属21

1.5 钢的热处理23

1.5.1 热处理过程中的组织转变23

1.5.2 钢的热处理工艺25

思考与练习题27

第2章 非金属材料与新型材料29

2.1 非金属材料29

2.1.1 非金属材料的性能29

2.1.2 高分子材料31

2.1.3 陶瓷材料35

2.2 新型材料37

2.2.1 复合材料37

2.2.2 磁性材料38

2.2.3 超导材料39

2.2.4 形状记忆合金39

2.2.5 纳米材料40

思考与练习题42

第2篇 材料成形工艺基础44

第3章 铸造成形44

3.1 概述44

3.2 铸造成形基础44

3.2.1 金属的流动性44

3.2.2 金属的收缩性46

3.3 砂型铸造47

3.3.1 砂型铸造生产过程47

3.3.2 造型材料47

3.3.3 造型方法48

3.3.4 合金的熔炼和浇注50

3.3.5 落砂、清理与检验53

3.3.6 铸造生产常见缺陷53

3.4 铸造工艺设计55

3.4.1 浇注位置的确定55

3.4.2 分型面的选择56

3.4.3 铸造工艺参数57

3.5 铸造结构的工艺性58

3.5.1 铸造工艺对铸件结构的要求58

3.5.2 铸造性能对铸件结构的要求59

3.6 特种铸造方法60

3.6.1 熔模铸造60

3.6.2 金属型铸造62

3.6.3 离心铸造63

3.6.4 压力铸造65

思考与练习题66

第4章 锻压成形68

4.1 概述68

4.2 锻压成形基础69

4.2.1 金属塑性变形的实质69

4.2.2 塑性变形对金属组织和性能的影响70

4.2.3 金属的锻造性能72

4.3 自由锻73

4.3.1 自由锻的特点及应用73

4.3.2 自由锻的基本工序73

4.3.3 自由锻设备75

4.3.4 自由锻的结构工艺性76

4.4 模锻77

4.4.1 模锻的特点及应用77

4.4.2 模锻的种类78

4.4.3 模锻的结构工艺性82

4.5 板料冲压83

4.5.1 板料冲压的特点及应用83

4.5.2 板料冲压的基本工序84

4.5.3 板料冲压的结构工艺性87

4.6 锻压成形新工艺89

4.6.1 精密模锻89

4.6.2 轧制成形90

4.6.3 挤压成形91

4.6.4 拉拔成形91

4.6.5 爆炸成形92

4.6.6 电磁冲压成形92

4.6.7 超塑性成形93

思考与练习题93

第5章 焊接成形94

5.1 概述94

5.2 焊接成形基础95

5.2.1 焊接电弧95

5.2.2 焊接过程95

5.2.3 焊接接头的组织与性能96

5.2.4 金属材料的焊接性97

5.2.5 常见的焊接缺陷及检验97

5.3 常用焊接方法99

5.3.1 焊条电弧焊99

5.3.2 埋弧焊101

5.3.3 气体保护电弧焊101

5.3.4 气焊与气割104

5.3.5 压焊106

5.3.6 钎焊109

5.3.7 特种焊接方法110

5.4 焊接结构工艺设计113

5.4.1 焊接件材料的选择113

5.4.2 焊接方法的选择114

5.4.3 焊接接头及坡口形式的选择114

5.4.4 焊缝的合理布置116

思考与练习题117

第6章 粉末冶金和非金属材料成形工艺119

6.1 粉末冶金工艺119

6.1.1 概述119

6.1.2 粉末冶金工艺过程119

6.2 非金属材料成形工艺122

6.2.1 高分子材料成形122

6.2.2 工业陶瓷成形128

6.2.3 复合材料成形128

思考与练习题130

第3篇 机械制造工艺基础132

第7章 金属切削加工基础132

7.1 金属切削加工的基础知识132

7.1.1 切削加工概述132

7.1.2 切削运动与切削要素132

7.1.3 切削刀具材料134

7.1.4 刀具切削部分的几何角度136

7.1.5 切削过程的一般规律140

7.2 金属切削机床150

7.2.1 金属切削机床的基础知识150

7.2.2 零件表面的切削加工成形方法和机床的运动155

7.2.3 机床的传动157

7.2.4 数控机床简介160

思考与练习题165

第8章 常用零件表面的加工方法166

8.1 外圆表面加工166

8.1.1 外圆表面的加工方法166

8.1.2 外圆表面的车削加工167

8.1.3 外圆表面的磨削加工173

8.2 内圆表面加工179

8.2.1 内圆表面的加工方法179

8.2.2 钻削加工180

8.2.3 镗削加工185

8.2.4 拉削加工188

8.2.5 内圆磨削191

8.3 平面加工193

8.3.1 平面加工方法193

8.3.2 刨削与插削加工194

8.3.3 铣削加工197

8.3.4 平面磨削加工204

思考与练习题206

第9章 机械加工工艺过程的基础知识207

9.1 机械加工工艺过程207

9.1.1 概述207

9.1.2 机械加工工艺过程的组成207

9.1.3 工件工艺规程的制定210

9.2 零件的机械加工工艺性214

9.2.1 切削加工对零件结构的要求214

9.2.2 机械零件加工工艺性典型实例214

思考与练习题216

第10章 现代制造技术218

10.1 特种加工219

10.1.1 特种加工方法概述219

10.1.2 典型的特种加工方法220

10.2 精密和超精密加工227

10.2.1 精密加工和超精密加工概述228

10.2.2 超精密加工环境229

10.3 快速成形230

10.3.1 快速成形的工艺过程230

10.3.2 典型的快速成形工艺方法231

10.4 再制造234

10.4.1 再制造概述234

10.4.2 再制造工程的关键技术234

10.4.3 应急快速维修技术236

10.5 先进制造生产模式237

10.5.1 并行工程237

10.5.2 精益生产239

10.5.3 虚拟制造240

10.5.4 敏捷制造242

10.5.5 绿色制造242

思考与练习题244

参考文献246