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绪论1

第1章　材料的力学性能3

1.1　强度与塑性3

1.1.1 力—伸长曲线3

1.1.2 强度4

1.1.3 塑性5

1.2　硬度5

1.2.1 布氏硬度6

1.2.2 洛氏硬度7

1.2.3 维氏硬度8

1.3　冲击吸收功8

1.3.1　大能量一次冲击8

1.3.2 小能量多次冲击9

1.4　疲劳强度10

1.4.1 疲劳现象10

1.4.2　疲劳强度测定10

思考题与习题11

第2章　金属的晶体结构与结晶13

2.1　金属的结晶13

2.1.1 纯金属的结晶13

2.1.2　合金的结晶15

2.2　纯金属的晶体结构17

2.2.1 晶体结构的基本知识17

2.2.2 典型的金属晶体结构18

2.2.3 纯金属的实际晶体结构18

2.3　合金的晶体结构20

2.3.1 基本概念20

2.3.2 合金的相21

思考题与习题22

第3章　铁碳合金23

3.1　基本概念23

3.1.1 纯铁的同素异晶转变23

3.1.2　铁碳合金的基本相23

3.1.3　铁碳合金的机械混合物24

3.2　铁碳合金相图25

3.2.1 Fe-Fe3C相图分析25

3.2.2　铁碳合金的分类27

3.2.3　典型铁碳合金的结晶过程分析28

3.3　含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响30

3.3.1　含碳量对铁碳合金平衡组织的影响30

3.3.2 含碳量对铁碳合金性能的影响31

3.4 Fe-Fe3C相图的应用32

3.4.1 选用钢铁材料方面的应用32

3.4.2 铸造工艺方面的应用32

3.4.3　锻压工艺方面的应用32

3.4.4 焊接工艺方面的应用33

3.4.5 热处理工艺方面的应用33

3.4.6 应用Fe-Fe3C相图时应注意的问题33

思考题与习题33

第4章　钢的热处理34

4.1　钢加热时的组织转变34

4.1.1 奥氏体的形成34

4.1.2 奥氏体晶粒大小及其影响因素35

4.2　钢在冷却时的组织转变36

4.2.1 奥氏体的等温转变37

4.2.2 奥氏体的连续冷却转变41

4.3　钢的整体热处理42

4.3.1 钢的退火42

4.3.2 钢的正火43

4.3.3 钢的淬火44

4.3.4　钢的回火48

4.4　钢的表面热处理50

4.4.1 表面淬火50

4.4.2　化学热处理51

4.5　其他热处理方法简介54

4.5.1　形变热处理54

4.5.2　真空热处理54

4.5.3 可控气氛热处理54

4.5.4 激光热处理和电子束表面淬火55

思考题与习题55

第5章　钢和铸铁材料56

5.1　钢铁生产56

5.1.1　钢铁的冶炼56

5.1.2　钢材的生产59

5.2　杂质元素和合金元素在钢中的作用59

5.2.1 钢中的常存杂质元素及其作用59

5.2.2 合金元素在钢中的作用60

5.3　非合金钢63

5.3.1 非合金钢的分类63

5.3.2 非合金钢的编号、性能和应用63

5.4　低合金钢69

5.4.1　低合金钢的分类69

5.4.2　低合金钢的编号70

5.4.3　常用低合金钢70

5.5　合金钢73

5.5.1　合金钢的分类73

5.5.2 机械结构用合金钢与工程结构用合金钢74

5.5.3　合金工具钢80

5.5.4　高速工具钢84

5.5.5　特殊性能钢86

5.6　铸铁89

5.6.1 概述90

5.6.2 灰铸铁91

5.6.3　球墨铸铁93

5.6.4 其他铸铁96

思考题与习题99

第6章　非铁金属与非金属材料100

6.1　铝及铝合金100

6.1.1 工业纯铝100

6.1.2　铝合金102

6.1.3　铝合金热处理强化103

6.2　铜及铜合金103

6.2.1　工业纯铜104

6.2.2　铜合金的分类104

6.2.3　加工铜合金104

6.2.4　铸造铜合金107

6.2.5　铜合金的强化108

6.3　钛及钛合金108

6.3.1　纯钛108

6.3.2 钛合金109

6.3.3　钛合金的热处理110

6.4　粉末冶金材料111

6.4.1　粉末冶金简介111

6.4.2 常用粉末冶金材料112

6.5　非金属材料113

6.5.1　高分子材料113

6.5.2　工业陶瓷118

6.5.3　复合材料120

思考题与习题121

第7章　机械零件的选材与金属表面处理122

7.1　零件的失效122

7.1.1　失效形式122

7.1.2 失效的原因123

7.2　选材的原则、方法和步骤123

7.2.1 选材的基本原则123

7.2.2　选材的方法和步骤125

7.3　典型零件的选材126

7.3.1 轴类零件的选材127

7.3.2 齿轮类零件的选材128

7.3.3　箱体类零件的选材129

7.4　金属材料的表面处理130

7.4.1　表面强化处理130

7.4.2　金属的表面防腐处理131

7.4.3　金属表面装饰处理134

思考题与习题134

第8章　铸造136

8.1　铸造概述136

8.1.1　什么是铸造136

8.1.2 铸造的特点、分类及应用136

8.1.3　合金的铸造性能137

8.2　砂型铸造141

8.2.1 砂型铸造基本工艺过程及铸型的组成141

8.2.2　造型材料142

8.2.3　造型、造芯方法143

8.2.4　合型、熔炼与浇注149

8.2.5　落砂与清理152

8.3　砂型铸造工艺图152

8.3.1 铸造工艺图设计的一般程序153

8.3.2 绘制铸造工艺图156

8.4　铸件的结构工艺性157

8.4.1 铸造性能对结构的要求157

8.4.2　铸造工艺对结构的要求159

8.5　特种铸造160

8.5.1　金属型铸造160

8.5.2 压力铸造161

8.5.3 离心铸造161

8.5.4　熔模铸造162

8.5.5 实型铸造163

8.6　液态成形技术的发展164

8.6.1　造型技术的新进展164

8.6.2 计算机在铸造中的应用165

8.7　铸件质量与技术检验165

8.7.1 铸件缺陷的产生原因及预防措施165

8.7.2　铸件检验167

思考题与习题167

第9章　锻压169

9.1　锻压概述169

9.1.1 锻压加工方法及特点169

9.1.2　金属的塑性变形170

9.1.3 塑性变形对金属组织和性能的影响170

9.1.4　金属的锻造性能173

9.1.5　锻造比174

9.2 自由锻174

9.2.1 自由锻设备175

9.2.2 自由锻工序176

9.2.3 自由锻工艺规程177

9.2.4 自由锻锻件结构的工艺性183

9.3　模锻184

9.3.1　锤上模锻184

9.3.2　其他设备上的模锻188

9.4　板料冲压191

9.4.1　冲压设备191

9.4.2 冲压模具192

9.4.3　板料冲压的基本工序193

9.4.4　冲压件的结构工艺性198

9.5　其他塑性成形方法简介200

9.5.1　精密模锻200

9.5.2 高速锤锻200

9.5.3　超塑性成形201

思考题与习题201

第10章　焊接202

10.1　焊条电弧焊203

10.1.1 焊接设备203

10.1.2 焊接电弧203

10.1.3 焊接冶金特点204

10.1.4 焊接热影响区205

10.1.5　焊条206

10.1.6 焊条电弧焊工艺209

10.2　其他焊接方法213

10.2.1　埋弧焊213

10.2.2　熔化极气体保护焊214

10.2.3　钨极惰性气体保护焊215

10.2.4　等离子弧焊215

10.2.5　电渣焊216

10.2.6　电阻焊217

10.2.7　气焊219

10.2.8　钎焊219

10.2.9　高能量密度焊220

10.3　常用金属材料的焊接221

10.3.1 金属材料的焊接性221

10.3.2　钢的焊接221

10.3.3　铸铁的焊补223

10.3.4 非铁基金属及其合金的焊接224

10.4　焊接结构工艺性设计225

10.4.1 焊接结构材料的选用225

10.4.2　焊接方法的选择225

10.4.3 焊接接头形式的选择227

10.4.4　焊缝布置227

10.4.5　焊接结构工艺设计实例229

思考题与习题230

参考文献232