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绪论1

第1篇 机械工程材料基础7

第1章 材料的力学行为和性能7

第一节 材料的静态力学性能7

一、强度和塑性7

二、硬度10

第二节 材料的动态力学性能14

一、冲击韧性14

第三节 断裂韧度15

二、疲劳强度15

一、裂纹扩展的基本形式16

二、应力场强度因子K116

三、断裂韧度K1及其应用16

习题与思考题17

第2章 铁碳合金18

第一节 金属的晶体结构与结晶18

一、金属的晶体结构18

二、金属的结晶23

第二节 合金的晶体结构和二元合金状态图24

一、合金的晶体结构25

二、二元合金状态图26

第三节 铁碳合金状态图31

一、铁碳合金的基本知识31

二、Fe-Fe3C状态图33

三、Fe-Fe3C状态图的应用37

第四节 碳钢38

一、钢中杂质对性能的影响38

二、碳钢的种类、牌号、成分和性能39

习题与思考题43

第3章 材料的强化、改性及表面处理45

第一节 钢的热处理45

一、钢在加热时的转变45

二、钢在冷却时的转变48

三、钢的普通热处理53

四、钢的表面热处理与化学热处理59

五、热处理新技术简介62

六、热处理技术条件的标注及工序位置的安排63

一、非铁合金的固溶处理69

第二节 非铁合金的时效强化69

二、非铁合金的时效强化70

第三节 高聚物的改性强化70

一、高聚物的物理改性71

二、共聚物的化学改性71

三、聚合物共混物的制造技术72

第四节 材料的复合强化73

二、材料的复合强化方法及特点74

第五节 材料的表面处理技术74

一、复合强化的基本概念74

一、原子沉积75

二、表面覆盖层76

三、涂料和涂装工艺77

习题与思考题78

第4章 合金钢80

第一节 合金钢的分类与编号80

一、合金钢的分类80

二、合金钢的编号81

第二节 合金元素在钢中的作用81

一、合金元素在钢中的存在形式82

二、合金元素对铁－渗碳体相图的影响83

三、合金元素对钢热处理的影响84

第三节 合金结构钢88

一、合金钢88

二、合金渗碳用钢89

三、合金调质用钢92

四、弹簧钢94

五、滚动轴承钢95

六、易切削钢、低淬透性钢和超高强度钢97

第四节 工具钢98

一、合金刃具钢99

二、高速工具钢100

三、合金模具钢103

四、合金量具钢106

第五节 特殊性能钢107

一、不锈钢107

二、耐热钢108

三、耐磨钢110

习题与思考题110

二、铸铁中的石墨化过程112

一、铸铁的成分、组织和性能特点112

第一节 概论112

第5章 铸铁112

三、铸铁的分类114

第二节 灰铸铁115

一、灰铸铁的成分、组织和性能115

二、灰铸铁的孕育处理115

三、灰铸铁的牌号及用途116

四、灰铸铁的热处理116

第三节 球墨铸铁117

第四节 可锻铸铁118

一、可锻铸铁的成分和生产过程119

二、可锻铸铁的性能、牌号及用途119

第五节 其他铸铁简介120

一、蠕墨铸铁120

二、合金铸铁120

习题与思考题122

二、铝合金分类及时效强化123

一、工业纯铝123

第6章 非铁金属材料123

第一节 铝及铝合金123

三、变形铝合金125

四、铸造铝合金126

第二节 铜及其合金129

一、纯铜129

二、黄铜129

三、青铜132

第三节 滑动轴承合金134

三、常用的轴承合金135

一、对轴承合金性能的要求135

二、轴承合金的组织特征135

第四节 钛及其合金137

一、工业纯钛137

二、钛合金137

第五节 粉末冶金138

一、工具材料138

二、机械零件和结构材料139

习题与思考题140

第一节 高分子材料142

一、基本概念142

第7章 非金属材料142

二、高聚物的人工合成143

三、有机高分子材料的组成及性能特点143

四、工程塑料144

五、橡胶149

六、粘接剂151

第二节 陶瓷材料153

一、陶瓷的性能特点154

二、常用工程陶瓷材料及其应用155

一、复合强化原理157

第三节 复合材料157

二、常用复合材料的性能特点和应用158

习题与思考题160

第2篇 热加工工艺基础165

第8章 铸造165

第一节 金属的铸造性能165

一、金属的流动性及影响因素165

二、金属的收缩性及影响因素167

第二节 砂型铸造工艺168

一、造型方法168

二、砂型铸造的工艺过程169

三、铸造工艺设计基础170

四、铸件质量检验172

第三节 特种铸造简介172

一、熔模铸造172

二、金属型铸造173

三、压力铸造173

四、离心铸造174

第四节 铸件结构的工艺性175

一、铸件结构的工艺性175

一、快速成形技术的发展177

二、精密铸造成型技术的发展177

二、铸造性能对铸件结构的要求177

第五节 铸造技术的发展177

三、计算机在铸造技术中的应用178

习题与思考题178

第9章 锻压180

第一节 金属塑性变形181

一、金属的塑性变形181

二、塑性变形后金属的组织和性能182

三、金属的锻压性能184

一、自由锻概述185

第二节 自由锻185

二、自由锻工序186

三、自由锻工艺规程制订188

四、自由锻工艺示例191

第三节 模锻192

一、模锻概述192

二、模锻的分类193

第四节 板料冲压200

一、冲压工序变形特点及应用200

二、板料冲压的基本工序201

三、冲模203

第五节 锻压件结构设计204

一、自由锻锻件结构工艺性204

二、模锻件结构工艺性204

三、冲压件结构工艺性205

第六节 其他压力加工方法简介206

一、高速高能成形206

二、精密模锻207

三、液态模锻207

四、超塑性模锻208

习题与思考题209

第10章 焊接210

第一节 熔焊冶金原理210

一、熔焊冶金过程210

二、焊接接头的组织和性能211

第二节 常用焊接方法212

一、埋弧自动焊212

二、气体保护焊214

三、电渣焊216

四、电阻焊218

五、钎焊220

六、常用焊接方法的选用221

第三节 常用金属材料的焊接221

一、金属材料的焊接性221

二、碳素钢和低合金结构钢的焊接222

三、不锈钢的焊接222

四、铸铁的焊接223

五、非铁金属的焊接224

第四节 焊接结构设计224

二、焊缝布置225

一、焊接结构材料的选择225

三、焊接接头的选择及坡口形式设计227

四、常用焊缝的标注方法228

第五节 焊接变形与焊接质量检验230

一、焊接应力与焊接变形230

二、焊接质量检验231

三、焊缝常见缺陷232

第六节 焊接新技术简介233

一、等离子弧焊接和切割233

二、真空电子束焊接234

三、激光焊接与切割235

四、扩散焊接236

五、摩擦焊接237

习题与思考题237

第11章 机械零件材料和毛坯的选择239

第一节 机械零件的失效形式239

一、变形失效239

二、断裂失效239

三、表面损伤失效240

一、零件选材的一般原则241

第二节 零件材料及毛坯工艺技术选择241

二、毛坯生产工艺技术的合理选择244

第三节 典型零件的选材及工艺路线分析247

一、齿轮类零件选材247

二、轴类零件选材249

习题与思考题251

第3篇 机械加工工艺基础255

第12章 切削加工基础知识255

第一节 切削运动及切削要素255

一、零件表面的形成255

四、切削要素256

二、切削运动256

三、工件上的加工表面256

第二节 刀具材料简介258

一、刀具材料应具备的性能258

二、常用的刀具材料258

第三节 刀具切削部分的几何角度263

一、车刀切削部分的组成263

二、确定刀具切削角度的辅助平面坐标系264

三、车刀的主要标注角度264

一、机床的分类与型号编制266

第四节 金属切削机床的基础知识266

二、机床的传动271

三、机床的精度与检测275

习题与思考题281

第13章 机械加工工艺规程的制定和工艺尺寸链283

第一节 基本概念283

一、生产过程和工艺过程283

二、机械加工工艺过程的组成283

三、生产纲领、生产类型及其工艺特征286

四、机械加工工艺规程289

一、工件的定位295

第二节 工件的定位及定位基准的选择295

二、基准300

第三节 工艺路线的拟定303

一、表面加工方法的选择303

二、工序顺序的安排306

三、工序的集中与分散307

四、加工阶段的划分308

第四节 加工余量的确定308

一、加工余量的概念308

二、加工余量的影响因素310

三、加工余量的确定311

四、确定工序尺寸及其偏差311

第五节 工艺尺寸链312

一、工艺尺寸链的概念和计算公式312

二、直线尺寸链在工艺过程中的应用315

第六节 生产率与技术经济性分析320

一、时间定额320

二、提高劳动生产率的工艺措施320

三、工艺过程的技术经济分析323

习题与思考题325

第14章 机床夹具设计原理………………………327

第一节 机床夹具概述327

一、机床夹具的概念327

二、机床夹具的分类327

三、机床夹具的组成328

四、机床夹具的作用329

第二节 工件在夹具上的定位及夹紧330

一、工件在夹具上的定位330

二、工件在夹具中的夹紧334

一、定位误差产生的原因和计算337

第三节 定位误差分析337

二、定位误差计算实例340

第四节 各类机床夹具342

一、车床夹具342

二、钻床夹具344

三、镗床夹具350

四、铣床夹具353

习题与思考题356

一、原始误差及其分类361

第一节 机械加工精度361

第15章 机械加工质量分析361

二、加工原理误差及其对加工精度的影响362

三、工艺系统几何误差及其对加工精度的影响362

四、工艺系统受力变形对加工精度的影响369

五、工艺系统热变形对加工精度的影响377

六、工件内应力对加工精度的影响381

七、保证加工精度的工艺措施384

第二节 机械加工表面质量385

一、影响切削加工表面粗糙度的工艺因素及改善措施386

二、影响磨削加工表面粗糙度的工艺因素及改善措施387

三、影响表面层物理力学性能的工艺因素及改善措施388

习题与思考题391

第16章 机械装配工艺基础392

第一节 概述392

一、装配的概念392

二、装配精度393

三、装配精度与零件精度及装配方法的关系393

第二节 装配尺寸链394

一、装配尺寸链的基本概念394

二、建立装配尺寸链的方法395

三、装配尺寸链的解题类型和计算方法396

第三节 保证装配精度的方法396

一、互换法397

二、选配法398

三、修配法400

四、调整法403

五、装配方法的选择405

习题与思考题405

参考文献408