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第一篇　金属材料1

第一章　金属材料的主要性能1

1.1 金属材料的力学性能1

一、强度1

二、塑性4

三、硬度4

四、冲击韧性6

1.2　金属材料的物理、化学性能及工艺性能7

一、金属材料的物理和化学性能7

二、金属材料的工艺性能8

思考练习题8

第二章　金属材料的组织结构10

2.1 金属的晶体结构及结晶10

一、金属的晶体结构10

二、纯金属的结晶13

三、金属的同素异构转变16

2.2　合金的晶体结构及结晶17

一、固态合金的相结构17

二、二元合金相图19

2.3　铁碳合金的结构及相图25

一、铁碳合金组织结构25

二、铁碳合金的相图27

三、铁碳合金相图的应用32

思考练习题33

第三章　钢的改性处理35

3.1　钢的热处理原理35

一、钢在加热及冷却时的转变温度35

二、钢在加热时的组织转变36

三、钢在冷却时的组织转变37

3.2　钢的普通热处理42

一、钢的退火42

二、钢的正火43

三、钢的淬火44

四、钢的回火48

3.3　钢的表面热处理50

一、钢的表面淬火50

二、钢的表面化学热处理51

3.4　钢的表面强化处理53

一、喷涂覆层54

二、气相沉积法54

三、高能束强化55

3.5　钢的表面防护处理57

一、钢铁腐蚀与防护58

二、钢铁电镀与化学镀59

三、钢铁氧化（发蓝）和磷化60

四、钢铁着色装饰处理61

思考练习题62

第四章　黑色金属材料64

4.1　碳素钢64

一、常用杂质元素对碳素钢性能的影响64

二、常用碳素钢的分类64

三、碳素钢的牌号、性能及用途64

4.2　合金钢67

一、合金元素在钢中的作用67

二、合金钢的分类和牌号70

三、合金结构钢的性能和应用70

四、合金工具钢74

五、特殊性能钢78

4.3　铸铁87

一、铸铁的石墨化87

二、常用铸铁的分类及应用88

思考练习题95

第五章　有色金属材料96

5.1　铝及其合金96

一、纯铝96

二、铝及铝合金96

5.2　铜及其合金98

一、纯铜98

二、铜及铜合金98

5.3　轴承合金100

一、对轴承合金性能的要求100

二、对承合金组织的要求100

三、常用轴承合金101

四、对轴承合组织的要求100

思考练习题101

第六章　新型金属材料102

6.1 形状记忆合金102

一、形状记忆合金的分类102

二、形状记忆合金的用途102

6.2　减振合金103

一、减振合金的类型及其机理103

二、减振合金的应用及发展104

6.3　纳米材料104

一、纳米微粒104

二、纳米材料结构105

6.4　磁性材料105

一、软磁材料105

二、硬磁材料105

第二篇　金属材料成形第七章　金属材料成形工艺基础106

7.1　金属材料件液态成形106

一、金属液态成形原理106

二、砂型铸造113

三、特种铸造115

7.2　金属材料件塑性成形119

一、金属塑性成形原理120

二、金属锻造成形125

三、冲压成形129

四、塑性成形新技术133

7.3　金属材料件焊接成形135

一、熔化焊接原理及方法135

二、常用熔化焊接方法146

三、熔化焊接成形新技术149

四、常用压力焊接成形方法152

五、钎焊方法153

思考练习题154

第八章　金属材料件成形工艺设计157

8.1 金属材料件液态成形工艺设计157

一、铸造工艺方案的确定157

二、铸造工艺参数的确定162

三、浇注系统及冒口设计165

四、铸造工艺图及工艺卡片的绘制167

五、综合分析举例168

8.2　金属材料件塑性成形工艺设计172

一、自由锻件工艺设计173

二、模锻件工艺设计188

三、冲压件工艺设计194

8.3 金属材料件焊接成形工艺设计201

一、焊缝及接头形式的确定201

二、焊接方法的选择204

三、焊接材料的选择206

四、焊接工艺参数的确定209

五、焊接热处理规范及尺寸精度确定212

六、焊接结构件工艺设计举例213

8.4　金属材料件改性处理工艺设计217

一、改性处理的选择217

二、改性处理参数的确定219

三、改性处理工艺规范的制定221

四、典型零件改性处理工艺设计225

思考练习题227

第九章　金属材料件结构设计231

9.1 金属材料液态成形件结构设计231

一、铸件结构应使铸造工艺过程简化231

二、铸件结构应与合金的铸造性能相适应235

三、铸件结构与铸造方法相适应239

四、组合铸件的设计241

9.2　金属材料塑性成形件结构设计242

一、锻造方法对结构设计的要求242

二、冲压方法对结构设计的要求245

三、锻造性能对结构设计的要求248

9.3　金属材料焊接成形件结构设计248

一、焊接结构件材料的选择248

二、焊缝位置的设计250

三、焊接接头的设计253

四、焊接结构的设计256

9.4　金属材料改性处理件结构设计261

一、避免尖角和棱角261

二、避免厚薄悬殊261

三、采取封闭和对称结构262

思考练习题263

第三篇　非金属材料及其成形第十章　高分子材料及其成形267

10.1 工程塑料及其成形267

一、工程塑料的组成267

二、工程塑料的性能268

三、常用工程塑料270

四、常用工程塑料的成形方法272

10.2　橡胶及其成形278

一、工业橡胶的组成及性能278

二、常用工业橡胶279

三、橡胶的成形方法280

第十一章　工业陶瓷及其成形281

11.1　陶瓷结构281

一、晶相281

二、玻璃相282

三、气相282

11.2　陶瓷的性能283

一、陶瓷的力学性能283

二、陶瓷的热物理性能283

三、陶瓷的化学性能283

11.3 常用工业陶瓷283

一、普通陶瓷283

二、氧化铝陶瓷284

三、氮化硅陶瓷284

四、碳化硅陶瓷284

五、氮化硼陶瓷284

11.4　陶瓷成形工艺方法及工艺284

一、可塑法成形284

二、注浆法成形285

三、压制法成形285

第十二章　复合材料及其成形286

12.1　复合材料性能286

一、力学性能286

二、高温性能286

12.2　常用复合材料287

一、纤维增强复合材料287

二、颗粒增强复合材料288

三、层合复合材料289

12.3　复合材料成形方法289

一、手糊成形法289

二、缠绕成形法289

三、喷射成形法289

四、模压成形法290

五、树脂转移模成形法290

思考练习题290

第四篇　工程材料及其成形技术选择第十三章　工程材料及坯件的选择291

13.1　工程材料的选择291

一、选材的基本原则291

二、典型零件的选材293

13.2　坯件的选择294

一、坯件类型的比较294

二、坯件类型选择294

三、典型零件毛坯选择296

第十四章　综合举例分析299

14.1 V带轮成形的设计方案299

一、直径小于100mm的小带轮设计299

二、直径约300mm的中型或大型带轮设计299

14.2　圆柱齿轮的成形设计方案300

一、直径小于100mm的小齿轮设计300

二、直径约200mm的小齿轮设计301

三、直径为400～1000mm的齿轮设计301

14.3 小型汽油发动机的成形设计方案302

一、发动机结构及工作原理302

二、发动机零件材料及成形设计302

14.4　承压油缸的成形设计方案303

一、技术分析303

二、成形设计方案比较及选择303

思考题305