工程材料及成形工艺

绪论 1

第1章 金属结构及性能 3

1.1 金属的晶体结构 3

1.1.1 单晶体的晶格结构 3

1.1.2 多晶体的晶体缺陷 7

1.1.3 合金组成及相结构 8

1.2 金属的力学性能 13

1.2.1 强度与刚度 13

1.2.2 塑性与韧性 17

1.2.3 硬度与耐磨性 19

1.3 金属的其他性能 22

1.3.1 金属的物理性能 22

1.3.2 金属的化学性能 25

1.3.3 金属的加工性能 25

思考练习题 27

第2章 金属结晶及相图 28

2.1 金属结晶及相变 28

2.1.1 纯金属的结晶组织 28

2.1.2 晶粒细化的途径 31

2.1.3 金属同素异构转变 33

2.2 合金结晶及相图 34

2.2.1 相图概念及建立方法 34

2.2.2 二元合金相图的类型 35

2.2.3 相图与合金性能的关系 42

2.3 铁碳合金及其相图 43

2.3.1 铁碳合金组成 44

2.3.2 铁碳合金相图 46

2.3.3 相图在机制中的应用 53

思考练习题 56

第3章 金属热处理及工艺 58

3.1 热处理基本原理 58

3.1.1 钢在加热时的组织转变 58

3.1.2 钢在冷却时的过冷组织 61

3.1.3 过冷奥氏体的等温转变 62

3.1.4 过冷奥氏体的连续转变 68

3.2 热处理工艺方法 69

3.2.1 钢的普通热处理 69

3.2.2 钢的表面淬火处理 81

3.2.3 钢的表面扩渗处理 85

3.3 热处理新技术及应用 93

3.3.1 热处理新技术方法 93

3.3.2 计算机辅助热处理 97

3.3.3 热处理图样标注方法 97

思考练习题 100

第4章 钢铁材料及性能 103

4.1 碳素钢及其性能 103

4.1.1 碳素钢成分及影响 103

4.1.2 碳素钢分类及牌号 104

4.1.3 碳素钢牌号及用途 106

4.2 合金钢及其性能 108

4.2.1 合金元素在钢中的作用 108

4.2.2 合金钢分类及牌号 112

4.2.3 合金结构钢及性能 114

4.3 铸铁合金及性能 125

4.3.1 铸铁石墨化及组织 125

4.3.2 常用铸铁及性能 129

4.3.3 合金铸铁及性能 135

思考练习题 137

第5章 非铁金属与非金属材料 138

5.1 非铁金属及性能 138

5.1.1 铝及铝合金 138

5.1.2 铜及铜合金 143

5.1.3 轴承合金及类型 148

5.2 非金属材料及性能 150

5.2.1 工程塑料 150

5.2.2 工业橡胶 155

5.2.3 工业陶瓷 157

5.3 复合材料及新材料 159

5.3.1 复合材料 159

5.3.2 新型材料 162

思考练习题 167

第6章 金属铸造成形 168

6.1 铸造工艺方法 168

6.1.1 砂型铸造 168

6.1.2 特种铸造 172

6.1.3 新型铸造 176

6.2 铸造工艺原理 179

6.2.1 液态金属流动性 179

6.2.2 凝固金属收缩性 182

6.2.3 铸造应力及其危害 184

6.2.4 常用金属件的铸造 187

6.3 砂型铸造工艺 192

6.3.1 铸造工艺方案拟定 192

6.3.2 铸造工艺参数确定 197

6.3.3 铸造工艺文件编制 199

6.4 铸件结构设计 201

6.4.1 铸造工艺对铸件结构的要求 201

6.4.2 铸造性能对铸件结构的要求 205

6.4.3 组合铸件的结构设计 209

思考练习题 210

第7章 金属锻压成形 212

7.1 锻压成形原理 212

7.1.1 金属形变基本理论 212

7.1.2 金属形变组织和性能 213

7.1.3 金属的可变形性能 217

7.2 自由锻成形 219

7.2.1 自由锻方法及应用 219

7.2.2 自由锻件工艺拟定 220

7.2.3 自由锻件结构设计 227

7.3 模锻成形 229

7.3.1 模锻方法及锻模 229

7.3.2 模锻件工艺拟定 234

7.3.3 模锻件结构设计 240

7.4 锻压新技术 242

7.4.1 模锻新工艺 242

7.4.2 高速锤锻造 243

7.4.3 超塑性锻压 244

思考练习题 245

第8章 金属焊接成形 247

8.1 焊接成形方法 247

8.1.1 常用熔焊方法 247

8.1.2 高能束熔焊方法 254

8.1.3 压焊与钎焊方法 257

8.2 熔焊工艺基础 262

8.2.1 熔焊冶金与质量 262

8.2.2 熔焊组织与性能 263

8.2.3 熔焊应力与变形 265

8.2.4 焊接材料与性能 268

8.3 焊接工艺拟定 273

8.3.1 接头形式确定 273

8.3.2 焊接方法选择 274

8.3.3 焊接材料选择 276

8.3.4 焊接参数确定 277

8.4 焊接结构设计 280

8.4.1 焊件材料选择 280

8.4.2 焊缝位置设计 281

8.4.3 焊接接头设计 284

8.4.4 机械焊接结构 289

思考练习题 292

第9章 机械零件材料及工艺选择 293

9.1 零件种类及材料选择 293

9.1.1 零件毛坯种类及分析 293

9.1.2 零件选材原则及依据 296

9.1.3 各类零件的坯料选择 300

9.2 典型零件材料及工艺选择 303

9.2.1 带轮材料及工艺 303

9.2.2 圆柱齿轮材料及工艺 305

9.3 零件热处理工艺拟定 307

9.3.1 热处理工序确定 307

9.3.2 改性工艺路线确定 309

9.4 常用机器零件材料及工艺选择 311

9.4.1 螺旋起重器零件材料及工艺 311

9.4.2 汽油发动机零件材料及工艺 312

9.4.3 承压液压缸缸体材料及工艺 313

思考练习题 314

参考文献 316