机械工程材料与热加工工艺

绪论 1

第一章 金属材料的力学性能 3

第一节 刚度、强度、塑性 3

一、刚度 4

二、强度 4

三、塑性 6

第二节 冲击韧性 6

第三节 疲劳强度 8

第四节 硬度 9

一、布氏硬度 9

二、洛氏硬度 10

三、维氏硬度 11

第二章 金属及合金的结构与结晶 13

第一节 金属的结构与结晶 13

一、金属键与金属的特性 13

二、金属的晶体结构 13

三、金属的实际晶体结构与晶体缺陷 15

四、金属的结晶 17

第二节 合金的结构与相图 20

一、合金的概念 20

二、固态合金中的相结构 20

三、二元合金相图 22

第三章 铁碳合金相图 27

第一节 铁碳合金的组元及基本相 27

一、纯铁及其同素异构转变 27

二、铁碳合金中的基本相 28

第二节 Fe-Fe3C相图 29

一、Fe-Fe3C相图分析 29

二、典型铁碳合金的结晶过程 31

第三节 含碳量对碳钢组织与性能的影响 35

一、含碳量对碳钢组织的影响 35

二、含碳量对碳钢性能的影响 36

第四章 钢的热处理 37

第一节 钢在加热时的转变 38

一、奥氏体的形成 38

二、奥氏体晶粒的长大及影响因素 39

第二节 钢在冷却时的转变 40

一、过冷奥氏体的等温转变 40

二、过冷奥氏体连续冷却转变 46

第三节 钢的退火与正火 47

一、退火 47

二、正火 48

三、退火与正火的选用 49

第四节 钢的淬火与回火 49

一、淬火 49

二、回火 53

第五节 钢的淬透性与淬硬性 56

一、钢的淬透性 56

二、钢的淬硬性 59

第六节 钢的表面热处理 59

一、钢的表面淬火 59

二、钢的化学热处理 60

第七节 其他热处理工艺简介 64

一、形变热处理 65

二、真空热处理 65

三、离子轰击热处理 66

四、可控气氛热处理 66

五、激光热处理 67

第五章 工业用钢 68

第一节 概述 68

一、钢中的常存杂质 68

二、合金元素在钢中的作用 69

三、钢的分类和编号原则 73

第二节 结构钢 75

一、碳素结构钢 75

二、优质碳素结构钢 77

三、低合金高强度结构钢 78

四、合金结构钢 81

五、易切削结构钢 85

六、合金弹簧钢 86

七、滚动轴承钢 87

八、铸钢 88

第三节 工具钢 89

一、碳素工具钢 89

二、合金工具钢 90

三、高速工具钢（简称高速钢） 96

四、硬质合金 98

第四节 特殊性能钢 100

一、不锈钢 100

二、耐热钢 103

三、耐磨钢 106

第六章 有色金属及其合金 107

第一节 铝及其合金 107

一、工业纯铝 107

二、铝合金 108

第二节 铜及其合金 114

一、工业纯铜 114

二、铜合金 114

第三节 滑动轴承合金 118

一、轴承合金的性能与组织 118

二、常用轴承合金 119

第七章 非金属材料及新型材料 121

第一节 高分子材料的基本知识 121

一、基本概念 121

二、高分子化合物的合成 122

三、高分子材料的分类与命名 124

第二节 高分子材料 125

一、工程塑料 125

二、橡胶 128

第三节 工业陶瓷 130

一、工业陶瓷的性能 130

二、常用工业陶瓷 131

第四节 复合材料 132

一、复合材料的分类 132

二、复合材料的性能 132

三、常用复合材料及其应用 133

第五节 纳米材料 134

一、纳米科学与技术 135

二、纳米材料的定义 135

三、纳米材料的结构与性能 136

四、纳米材料的制备 137

五、纳米材料的应用 139

第六节 超导材料 140

一、超导材料的分类及特点 140

二、超导材料的应用 141

第七节 贮氢合金 143

一、金属贮氢原理 143

二、贮氢合金的分类 143

三、贮氢合金的应用 144

第八节 形状记忆材料 145

第九节 非晶态合金 147

一、力学性能 147

二、软磁特性 147

三、耐蚀性能 147

四、高的电阻率 148

五、超导电性 148

第八章 铸造 149

第一节 合金的铸造性能 149

一、合金的流动性 149

二、影响合金流动性的因素 150

三、合金的凝固 150

四、合金的收缩 151

五、铸造内应力、变形和裂纹 153

第二节 常用铸造合金 156

一、灰口铸铁 156

二、铸钢 164

三、有色金属的铸造 166

第三节 砂型铸造 167

一、手工造型的特点和应用 167

二、机器造型及其工艺特点 169

三、制芯 170

第四节 铸件工艺的制订原则及结构工艺性 171

一、铸件浇注位置和分型面的选择 171

二、铸造工艺图举例 174

三、铸件结构工艺性 174

第五节 特种铸造 177

一、熔模铸造 177

二、金属型铸造 179

三、压力铸造 180

四、低压铸造 181

五、离心铸造 182

六、各种铸造方法的比较 182

第九章 金属压力加工 184

第一节 金属塑性成形 184

一、金属塑性变形 184

二、金属的冷变形 185

三、金属的热变形 186

四、金属的可锻性 187

第二节 锻造 189

一、自由锻 189

二、模锻 193

第三节 板料冲压 200

一、冲压基本工序 201

二、冲模简介 203

三、冲压件的结构工艺性 205

第四节 其他特种压力加工简介 206

一、精密模锻 206

二、零件的轧制 206

三、零件的挤压 207

第十章 焊接 209

第一节 金属熔焊 209

一、熔焊的冶金特点 209

二、焊接接头金属组织与性能的变化 210

三、焊接应力与变形 211

第二节 电弧焊 214

一、焊条电弧焊 214

二、埋弧焊 217

三、气体保护焊 219

第三节 其他焊接方法 220

一、等离子弧焊接 220

二、电渣焊 221

三、压焊 221

四、钎焊 224

第四节 常用金属材料的焊接 225

一、金属材料的焊接性 225

二、常用钢材的焊接 225

三、铸铁的焊接 227

四、有色金属及其合金的焊接 227

第五节 焊接结构设计 228

一、焊件的选材原则 228

二、焊件的结构工艺性 228

附录 232

附录A 金属材料室温拉伸试验方法新旧标准性能名称与符号对照表 232

附录B 常用钢的临界点 232

参考文献 234