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第一篇 工程材料1

第1章 金属材料基础知识1

1.1 金属材料的性能1

1.1.1 金属材料的力学性能1

1.1.2 金属材料的工艺性能4

1.2 金属材料的分类5

1.2.1 钢铁材料5

1.2.2 有色金属与合金7

第2章 金属与合金材料结构9

2.1 纯金属的晶体结构与结晶9

2.1.1 晶体的基本概念9

2.1.2 常见金属的晶格类型10

2.1.3 晶体的不完整性12

2.1.4 纯金属的结晶14

2.2 合金的相结构15

2.2.1 合金的概念15

2.2.2 合金中的相结构15

2.3 合金的结晶17

2.3.1 二元匀晶状态图17

2.3.2 二元共晶状态图18

2.4 铁碳合金状态图20

2.4.1 铁碳合金中的相、组织、性能20

2.4.2 铁碳合金状态图分析20

2.4.3 典型铁碳合金结晶过程分析22

第3章 金属的塑性变形25

3.1 金属的冷塑性变形25

3.1.1 金属的塑性变形25

3.1.2 冷塑性变形对金属组织和性能的影响28

3.2 回复与再结晶30

3.2.1 回复30

3.2.2 再结晶31

3.2.3 晶粒的长大32

3.2.4 影响再结晶退火后晶粒大小的因素32

3.3 金属的热塑性变形33

3.3.1 冷、热塑性变形的区别33

3.3.2 热塑性变形对金属组织和性能的影响34

第4章 钢的热处理36

4.1 钢在加热时的转变36

4.1.1 奥氏体形成过程及影响因素36

4.1.2 奥氏体晶粒大小及其影响因素37

4.2 钢在冷却时的转变38

4.2.1 共析钢过冷奥氏体等温转变曲线39

4.2.2 过冷奥氏体转变及其产物的组织形态与性能39

4.2.3 过冷奥氏体的连续冷却转变41

4.3 钢的退火和正火43

4.3.1 退火43

4.3.2 正火44

4.4 钢的淬火45

4.4.1 淬火工艺及方法45

4.4.2 钢的淬透性和淬硬性47

4.4.3 常见的淬火缺陷及预防47

4.5 钢的回火48

4.5.1 淬火钢在回火时的转变48

4.5.2 回火种类及应用49

4.6 钢的表面热处理50

4.6.1 钢的表面淬火50

4.6.2 钢的化学热处理51

第5章 常用金属材料54

5.1 钢中合金元素作用54

5.1.1 钢中常见合金元素54

5.1.2 合金元素对钢的影响54

5.2 工程构件用钢57

5.2.1 碳素构件用钢57

5.2.2 低合金结构钢58

5.3 机器零件用钢61

5.3.1 渗碳钢61

5.3.2 调质钢62

5.3.3 弹簧钢66

5.3.4 滚动轴承钢68

5.4 工模具用钢70

5.4.1 刃具钢70

5.4.2 冷作模具钢73

5.4.3 热作模具钢74

5.4.4 塑料模具钢76

5.4.5 量具用钢76

5.5 特殊性能钢77

5.5.1 耐蚀钢77

5.5.2 耐热钢81

5.5.3 耐磨钢81

5.6 铸铁84

5.6.1 概述84

5.6.2 灰铸铁86

5.6.3 可锻铸铁87

5.6.4 球墨铸铁88

5.6.5 合金铸铁91

5.7 有色金属及其合金92

5.7.1 铝及铝合金92

5.7.2 铜及铜合金93

5.7.3 轴承合金96

5.7.4 钛及钛合金100

第6章 非金属材料101

6.1 高分子材料101

6.1.1 塑料101

6.1.2 橡胶103

6.2 其他非金属材料104

6.2.1 陶瓷材料104

6.2.2 复合材料104

第7章 零件的选材及工艺路线107

7.1 选材方法107

7.1.1 零件的失效分析107

7.1.2 零件选材的一般原则110

7.2 典型零件选材111

7.2.1 轴杆类零件的选材111

7.2.2 轮盘类零件的选材112

7.2.3 箱座类零件的选材113

第二篇 材料成形工艺基础115

第8章 铸造115

8.1 概论115

8.2 铸件成形理论基础116

8.2.1 液态金属的充型116

8.2.2 金属的凝固118

8.2.3 金属的收缩119

8.3 砂型铸造123

8.3.1 造型材料124

8.3.2 造型（芯）方法124

8.3.3 合箱126

8.3.4 浇注127

8.3.5 落砂、清理及检验128

8.4 铸造工艺128

8.4.1 浇注位置的选择128

8.4.2 铸型分型面的选择129

8.4.3 工艺参数的确定131

8.4.4 浇注系统132

8.4.5 铸造工艺图134

8.5 铸件的结构工艺性135

8.5.1 合金铸造性能对铸件结构的要求136

8.5.2 铸造工艺对铸件结构的要求136

8.6 特种铸造139

8.6.1 金属型铸造139

8.6.2 熔模铸造141

8.6.3 压力铸造142

8.6.4 离心铸造143

8.6.5 消失模铸造143

8.7 铸造技术的发展趋势144

第9章 锻压成形146

9.1 锻压工艺基础146

9.1.1 金属的锻造性能146

9.1.2 变形后金属的组织和性能147

9.1.3 塑性成形的基本生产方式148

9.2 自由锻149

9.2.1 自由锻设备149

9.2.2 自由锻工序150

9.2.3 自由锻件的分类和锻造过程150

9.3 模锻153

9.3.1 锤上模锻153

9.3.2 模锻件结构工艺性154

9.4 板料冲压154

9.4.1 板料冲压基本工序154

9.4.2 冲床及冲模156

第10章 焊接157

10.1 焊接过程与焊接质量157

10.1.1 手工电弧焊157

10.1.2 焊接接头的组织和性能159

10.1.3 焊接应力与变形161

10.2 其他焊接方法162

10.2.1 气体保护焊162

10.2.2 埋弧焊163

10.2.3 电渣焊164

10.2.4 电阻焊165

10.2.5 钎焊165

10.3 常用金属材料的焊接166

10.3.1 金属材料的焊接性166

10.3.2 碳素钢和低合金结构钢的焊接166

10.3.3 不锈钢的焊接167

10.3.4 铸铁的焊补168

10.3.5 非铁金属的焊接168

10.4 焊接结构工艺性169

10.4.1 焊接结构材料的选择169

10.4.2 焊缝布置169

10.4.3 焊接接头的选择及坡口形式设计171

第11章 非金属材料成型工艺172

11.1 塑料成型172

11.1.1 注射成型172

11.1.2 挤出成型173

11.1.3 模压成型174

11.1.4 压注成型174

11.1.5 吹塑成型175

11.2 橡胶成型175

11.2.1 橡胶压制成型175

11.2.2 橡胶注射成型176

11.3 陶瓷成型176

11.3.1 注浆成型177

11.3.2 压制成型178

11.3.3 注射成型178

11.4 复合材料成型178

11.4.1 手糊成型179

11.4.2 喷射成型179

11.4.3 铺层法成型179

11.4.4 缠绕法成型180

11.4.5 层压成型180

第12章 零件的毛坯选择181

12.1 毛坯选择的原则181

12.2 常用毛坯成形方法的比较184

12.3 常用零件的成形方法186

12.3.1 轴杆类零件186

12.3.2 盘套类零件186

12.3.3 机架、箱体类零件187

第三篇 机械制造工艺基础188

第13章 金属切削加工基础知识188

13.1 切削运动与切削用量188

13.1.1 切削运动188

13.1.2 工件表面189

13.1.3 切削用量189

13.2 刀具材料与刀具构造190

13.2.1 刀具材料190

13.2.2 刀具构造191

13.3 金属切削过程193

13.3.1 切削的形成过程194

13.3.2 切削力194

13.3.3 切削热和切削温度196

13.3.4 刀具磨损和刀具寿命196

13.4 金属切削条件的选择199

13.4.1 工件材料的切削加工性199

13.4.2 金属切削条件的选择200

13.5 金属切削机床的基础知识204

13.5.1 机床的运动204

13.5.2 机床传动的基本组成和传动原理图205

第14章 零件表面的加工方法208

14.1 外圆表面加工208

14.1.1 外圆表面的车削加工208

14.1.2 外圆表面的磨削加工209

14.2 内圆表面加工214

14.2.1 钻削加工215

14.2.2 镗削加工218

14.2.3 内圆表面磨削加工220

14.3 平面加工222

14.3.1 刨削与插削加工222

14.3.2 铣削加工225

14.3.3 平面磨削加工230

第15章 机械加工工艺过程的基础知识232

15.1 工艺过程与工艺规程232

15.1.1 工艺过程232

15.1.2 机械加工工艺过程的组成232

15.1.3 生产纲领和生产类型234

15.1.4 机械加工工艺规程制订235

15.2 零件的结构工艺性238

15.3 典型零件机械加工工艺过程241

15.3.1 轴类零件加工241

15.3.2 套类零件加工244

15.3.3 箱体类零件加工246

第16章 现代制造技术250

16.1 特种加工250

16.1.1 电火花加工250

16.1.2 电解加工255

16.1.3 超声波加工256

16.1.4 激光加工257

16.1.5 电子束加工259

16.1.6 离子束加工260

16.2 先进制造技术简介261

16.2.1 数控加工技术261

16.2.2 快速成形技术263

16.2.3 超精密与纳米加工技术265

16.2.4 工业机器人266

16.2.5 柔性制造技术267

参考文献270