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第1章 工程材料与机械制造过程1

1.1 材料及其成形工艺的简要发展过程4

1.2 工程材料的分类及发展趋势5

1.3 机械制造过程及材料成形技术发展趋势7

1.3.1 机械制造工艺流程7

1.3.2 材料成形工艺的技术进展8

1.4 课程总体目标和任务9

思考题与习题10

第2章 工程材料的性能11

2.1 材料的力学性能11

2.1.1 强度和塑性11

2.1.2 硬度14

2.1.3 冲击韧度16

2.1.4 疲劳极限17

2.2 材料的物理性能18

2.3 材料的化学性能20

2.3.1 金属腐蚀的基本过程20

2.3.2 防止金属腐蚀的途径21

2.4 材料的工艺性能21

2.5 材料的经济性能21

思考题与习题21

第3章 材料的结构与凝固22

3.1 材料的结合方式22

3.1.1 结合键22

3.1.2 晶体与非晶体23

3.2 金属材料的结构特点23

3.2.1 晶体结构的基本概念23

3.2.2 三种典型的金属晶体结构24

3.2.3 实际金属的晶体结构25

3.2.4 合金的晶体结构27

3.3 非金属材料的结构特点28

3.3.1 陶瓷材料的结构特点28

3.3.2 高分子材料的结构特点29

3.4 材料的凝固与结晶31

3.4.1 金属的结晶特点31

3.4.2 非晶态凝固的特点32

3.5 铁碳合金相图33

3.5.1 铁碳合金的基本组元与基本相33

3.5.2 Fe-Fe3C相图分析34

3.5.3 典型合金的结晶过程及组织36

3.5.4 含碳量与铁碳合金组织及性能的关系39

3.5.5 铁碳合金相图的应用41

思考题与习题41

第4章 材料的强化与处理43

4.1 金属材料的热处理43

4.1.1 钢在加热时的转变43

4.1.2 钢在冷却时的转变44

4.1.3 钢的普通热处理46

4.1.4 钢的表面热处理51

4.1.5 热处理新技术简介52

4.1.6 热处理工艺的应用53

4.2 聚合物材料的改性强化56

4.3 工程材料的表面处理方法57

4.3.1 气相沉积58

4.3.2 化学转化膜技术59

4.3.3 电镀和化学镀60

4.3.4 涂料和涂装工艺60

思考题与习题61

第5章 金属材料62

5.1 概述62

5.1.1 金属材料的分类62

5.1.2 合金元素在钢中的作用65

5.2 非合金钢67

5.2.1 碳素结构钢67

5.2.2 优质碳素结构钢68

5.2.3 碳素工具钢69

5.2.4 易切削结构钢70

5.2.5 碳素铸钢70

5.3 合金钢71

5.3.1 低合金钢72

5.3.2 机械结构用合金钢72

5.3.3 合金工具钢和高速工具钢78

5.3.4 特殊性能钢81

5.4 铸铁84

5.4.1 铸铁的石墨化84

5.4.2 常用铸铁85

5.4.3 特殊性能铸铁90

5.5 非铁金属材料91

5.5.1 铝及其合金91

5.5.2 铜及其合金95

5.5.3 滑动轴承合金98

5.5.4 粉末冶金材料99

思考题与习题100

第6章 非金属材料与新型材料102

6.1 高分子材料102

6.1.1 高聚物的人工合成103

6.1.2 有机高分子材料的组成及性能特点103

6.1.3 工程塑料104

6.1.4 合成橡胶108

6.1.5 胶粘剂109

6.2 陶瓷材料113

6.2.1 陶瓷的分类113

6.2.2 陶瓷材料的性能特点113

6.2.3 常用工程结构陶瓷的种类、性能和用途114

6.3 复合材料115

6.3.1 复合材料的种类115

6.3.2 复合材料的性能特点116

6.3.3 复合材料的应用116

6.4 其它新型材料117

6.4.1 高温材料117

6.4.2 形状记忆材料117

6.4.3 非晶态材料118

6.4.4 超导材料119

6.4.5 纳米材料120

思考题与习题120

第7章 铸造成形工艺122

7.1 铸造工艺基础122

7.1.1 概述122

7.1.2 合金的铸造性能122

7.2 砂型铸造124

7.2.1 型砂与芯砂124

7.2.2 手工砂型造型125

7.2.3 机器造型130

7.2.4 型芯制造131

7.2.5 合型132

7.2.6 浇注133

7.2.7 落砂和清理133

7.3 铸造工艺134

7.3.1 浇注位置与分型面的选择134

7.3.2 工艺参数的选择135

7.3.3 浇注系统137

7.3.4 冒口139

7.3.5 铸造工艺图139

7.4 铸件的结构工艺性140

7.4.1 铸件质量对铸件结构的要求140

7.4.2 铸造工艺对零件结构的要求142

7.4.3 不同铸造合金对铸件结构的要求142

7.5 铸件质量与成本分析143

7.5.1 铸件的主要缺陷及其产生原因143

7.5.2 铸件成本分析146

7.6 特种铸造与铸造新技术简介148

7.6.1 熔模铸造148

7.6.2 金属型铸造148

7.6.3 压力铸造148

7.6.4 低压铸造149

7.6.5 离心铸造149

7.6.6 铸造过程计算机数值模拟技术150

7.6.7 快速成形技术150

7.6.8 铸造清洁生产151

思考题与习题151

第8章 锻压成形工艺155

8.1 锻压工艺基础155

8.1.1 锻压的基本生产方式155

8.1.2 金属的锻造性能157

8.1.3 坯料的加热和锻件的冷却159

8.2 自由锻160

8.2.1 自由锻设备160

8.2.2 自由锻的基本工序161

8.2.3 自由锻工艺规程的制订163

8.2.4 自由锻锻件结构工艺性166

8.3 模锻167

8.3.1 锤上模锻167

8.3.2 胎模锻169

8.3.3 压力机上的模锻170

8.4 板料冲压170

8.4.1 冲压设备170

8.4.2 冲压模具170

8.4.3 板料冲压的基本工序171

8.5 锻压件质量与成本分析172

8.5.1 锻件质量分析172

8.5.2 锻件成本分析174

8.6 锻压新技术简介174

8.6.1 蔚速高能成形175

8.6.2 液态成形176

8.6.3 超塑性成形176

思考题与习题177

第9章 焊接及胶接成形工艺178

9.1 焊接工艺基础178

9.1.1 概述178

9.1.2 焊接接头的组织和性能179

9.2 常用焊接方法181

9.2.1 焊条电弧焊181

9.2.2 气焊与气割185

9.2.3 埋弧自动焊189

9.2.4 气体保护焊190

9.2.5 电渣焊191

9.2.6 电阻焊192

9.2.7 钎焊193

9.3 常用金属材料的焊接193

9.3.1 金属焊接性193

9.3.2 钢铁材料的焊接194

9.3.3 非铁金属材料的焊接194

9.4 焊接结构工艺性194

9.4.1 焊接结构材料的选择195

9.4.2 焊缝布置195

9.5 焊接质量与成本分析196

9.5.1 焊接质量分析196

9.5.2 焊接质量检验过程198

9.5.3 焊接生产成本分析200

9.6 胶接成形201

9.6.1 胶接的特点与应用201

9.6.2 胶接工艺202

9.7 焊接与胶接新技术简介203

9.7.1 等离子弧焊接和切割203

9.7.2 真空电子束焊接204

9.7.3 激光焊接与切割204

9.7.4 焊接自动化技术205

9.7.5 胶接新技术206

思考题与习题206

第10章 钳工成形工艺209

10.1 划线210

10.1.1 划线工具210

10.1.2 划线基准211

10.1.3 划线操作注意事项212

10.2 锯切212

10.2.1 锯条212

10.2.2 锯切方法212

10.3 锉削213

10.3.1 锉刀213

10.3.2 锉削方法213

10.3.3 锉削操作注意事项214

10.4 钻孔215

10.4.1 钻床215

10.4.2 钻头215

10.4.3 钻孔方法216

10.4.4 钻孔操作注意事项216

10.5 攻螺纹与套螺纹216

10.5.1 攻螺纹216

10.5.2 套螺纹217

10.6 刮削217

1O.6.1 刮刀及其用法218

10.6.2 刮削质量检验218

10.6.3 平面刮削218

10.7 装配工艺218

10.7.1 典型零件的装配219

10.7.2 拆装工艺方法220

思考题与习题221

第11章 机械加工成形工艺222

11.1 切削加工基本知识222

11.1.1 切削加工运动222

11.1.2 金属切削刀具223

11.1.3 切削液225

11.1.4 工件材料的切削加工性225

11.1.5 零件的加工质量226

11.2 车削加工226

11.2.1 车床226

11.2.2 车刀227

11.2.3 工件的安装方法及附件229

11.2.4 基本车削工艺230

11.2.5 典型零件加工231

11.2.6 机械加工安全技术233

11.3 铣削、刨削与磨削加工233

11.3.1 铣削加工233

11.3.2 刨削加工236

11.3.3 磨削加工237

11.4 数控加工与特种加工238

11.4.1 数控加工238

11.4.2 特种加工240

思考题与习题241

第12章 非金属材料成形工艺242

12.1 塑料成形242

12.1.1 挤出成形242

12.1.2 注射成形243

12.1.3 压制成形243

12.1.4 浇铸成形243

12.1.5 吹塑成形244

12.1.6 回转成形245

12.2 橡胶成形245

12.3 陶瓷成形246

12.3.1 压制成形246

12.3.2 注浆成形246

12.3.3 注射成形247

12.4 复合材料成形247

12.4.1 手糊成形247

12.4.2 层压成形248

12.4.3 喷射成形248

12.4.4 缠绕成形248

思考题与习题249

第13章 材料与成形工艺选择及产品质量控制250

13.1 机械零件的失效形式250

13.1.1 零件失效原因250

13.1.2 零件失效形式251

13.2 材料及成形工艺选择原则253

13.2.1 使用性原则253

13.2.2 工艺性原则253

13.2.3 经济性原则254

13.3 材料及成形工艺选择的方法256

13.3.1 材料及其成形工艺选择的步骤256

13.3.2 材料及成形工艺选择方法及依据257

13.4 典型零件的选材实例分析260

13.4.1 轴类零件的选材260

13.4.2 齿轮类零件的选材262

13.4.3 手用丝锥的选材263

13.4.4 机架、箱体类零件的选材264

13.5 材料的质量检验265

13.5.1 成分分析265

13.5.2 组织分析266

13.5.3 无损探伤268

思考题与习题269

附录 综合性实验指导271

参考文献273