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绪论1

第一篇　工程材料及其改性（机械工程材料）3

第一章　钢铁材料生产简介3

1-1 炼铁3

一、炼铁的实质3

二、炼铁的基本过程3

三、高炉产品4

1-2 炼钢4

一、炼钢的实质4

二、炼钢的基本过程4

三、炼钢的方法4

四、钢的浇注5

五、镇静钢和沸腾钢5

1-3　钢材生产6

一、板材和型材的轧制6

二、管材的生产6

三、线材的拉拔6

复习思考题7

第二章　金属的力学性能8

2-1　塑性与强度8

一、力—伸长曲线8

二、塑性的主要判据9

三、强度的主要判据9

2-2 硬度10

一、布氏硬度试验10

二、洛氏硬度试验11

三、硬度判据的实用性11

2-3　冲击韧性12

一、金属夏比冲击试验12

二、韧脆转变温度13

2-4 疲劳13

一、疲劳现象13

二、疲劳极限13

复习思考题14

第三章　金属的晶体结构与结晶15

3-1 纯金属的晶体结构15

一、晶体与非晶体15

二、晶格与晶胞15

三、常见晶格类型15

3-2　纯金属的结晶16

一、冷却曲线与过冷度16

二、纯金属的结晶过程17

三、金属的同素异构转变17

四、晶体缺陷18

3-3　合金的晶体结构20

一、固溶体20

二、金属化合物21

3-4　二元合金状态图21

一、二元合金状态图的建立21

二、匀晶状态图22

三、共晶状态图22

四、具有共析反应的状态图24

五、合金力学性能与状态图的关系24

复习思考题25

第四章　铁碳合金26

4-1　铁碳合金的基本组织26

一、铁素体组织26

二、奥氏体组织26

三、渗碳体组织26

四、珠光体组织26

五、菜氏体组织27

4-2 Fe-Fe3C状态图27

一、Fe-Fe3C状态图分析27

二、合金组织状态随温度的变化规律29

三、室温组织性能随成分的变化规律30

4-3　碳钢31

一、杂质元素对钢的影响31

二、常用碳钢31

复习思考题37

第五章　钢的热处理38

5-1 概述38

5-2 钢在加热时的组织转变38

一、奥氏体的形成38

二、奥氏体晶粒度及其控制39

5-3　钢在冷却时的组织转变40

一、过冷奥氏体及其转变方式40

二、共析碳钢过冷奥氏体的等温转变40

三、共析碳钢过冷奥氏体的连续冷却转变42

5-4　退火与正火44

一、退火44

二、正火45

5-5　淬火与回火45

一、淬火45

二、回火47

5-6　其它热处理方法48

一、表面淬火48

二、化学热处理48

三、可控气氛热处理49

四、形变热处理49

五、真空热处理49

六、激光热处理49

5-7 零件的热处理结构工艺性49

一、结构工艺性的概念49

二、热处理工艺对零件结构的要求50

复习思考题50

第六章　合金钢52

6-1　合金元素对钢的影响52

一、合金元素对钢的基本相的影响52

二、合金元素对Fe-Fe3C状态图的影响52

三、合金元素对钢的热处理的影响53

6-2　常用合金钢54

一、低合金结构钢54

二、合金结构钢55

三、合金弹簧钢55

四、滚动轴承钢61

五、合金工具钢与高速工具钢61

六、不锈钢62

七、耐磨钢63

复习思考题63

第七章　铸铁64

7-1　铸铁的石墨化64

一、铸铁的石墨化过程64

二、铸铁的分类65

三、影响石墨化的因素65

7-2　常用铸铁件65

一、灰铸铁件65

二、球墨铸铁件67

三、可锻铸铁件69

复习思考题71

第八章 有色金属与粉末冶金材料72

8-1 铝及其合金72

一、铝72

二、铝合金的分类及热处理72

三、常用加工铝合金73

四、铸造铝合金74

8-2　铜及其合金76

一、铜76

二、加工黄铜76

三、加工青铜77

四、铸造铜合金78

8-3　铸造轴承合金79

一、轴承合金的理想组织79

二、常用铸造轴承合金79

8-4　粉末冶金材料79

一、粉末冶金过程79

二、硬质合金80

复习思考题81

第九章　非金属材料82

9-1　高分子材料82

一、高聚物的结构82

二、高聚物的物理力学状态83

三、高聚物的基本性能84

四、常用高分子材料86

9-2　其它非金属材料86

一、陶瓷材料86

二、复合材料87

复习思考题88

第二篇 毛坯成形及其选择（金属热加工基础）89

第十章　铸造成形89

10-1　铸造概述89

一、铸造成形的实质89

二、铸造成形的主要特点及应用89

10-2　金属的铸造性能89

一、金属的流动性90

二、金属的收缩性91

10-3　砂型铸造工艺过程95

一、造型材料95

二、造型方法95

三、熔炼和浇注98

四、落砂、清理、检验和后处理98

10-4 砂型铸造工艺设计简介98

一、选择分型面98

二、确定浇注位置99

三、确定主要工艺参数100

四、绘制铸造工艺图和铸件图102

10-5　零件结构的铸造工艺性104

一、铸造性能对结构的要求104

二、铸造工艺对结构的要求105

10-6 特种铸造107

一、金属型铸造107

二、压力铸造107

三、熔模铸造108

四、离心铸造108

复习思考题109

第十一章　锻压成形110

11-1　锻造概述110

一、锻造成形的实质110

二、锻造成形的主要特点及应用110

11-2　金属的锻造性能110

一、金属塑性变形110

二、回复与再结晶111

三、冷加工与热加工112

四、锻造流线与锻造比112

五、影响金属锻造性能的因素113

11-3 锻造工艺过程114

一、加热114

二、成形115

三、冷却、检验与热处理119

11-4 自由锻造工艺设计简介120

一、绘制锻件图120

二、计算坯料的质量和尺寸120

三、确定变形工序122

四、确定锻造温度范围、冷却和热处理规范122

11-5　零件结构的锻造工艺性123

一、锻造性能对结构的要求124

二、锻造工艺对结构的要求124

11-6　板料冲压125

一、冲压成形概述125

二、冲压成形的基本工序126

三、零件结构的冲压工艺性128

四、冲压工艺举例130

复习思考题130

第十二章　焊接与胶接成形131

12-1 焊接概述131

一、焊接成形的实质131

二、焊接成形的主要特点及应用131

12-2　金属的焊接性能132

一、金属焊接性的概念132

二、钢材的焊接性133

三、铸铁的焊接性133

四、铝及铝合金的焊接性133

五、铜及铜合金的焊接性134

12-3 手弧焊134

一、焊接电弧134

二、焊接冶金过程特点135

三、焊条135

四、焊接接头的组织性能137

12-4　其他焊接方法138

一、埋弧焊138

二、气体保护电弧焊138

三、气焊139

四、电阻焊139

五、电渣焊140

六、钎焊140

12-5　手弧焊工艺设计简介141

一、接头形式和坡口形式的确定141

二、焊接位置的确定142

三、焊接工艺参数的确定143

四、其他工艺措施的确定144

五、绘制焊接结构图147

12-6　焊接结构工艺性150

一、焊接结构材料的选择151

二、焊缝布置的原则151

12-7 胶接成形152

一、胶接的概念152

二、胶接原理152

三、常用胶粘剂153

四、胶接工艺153

复习思考题154

第十三章　毛坯分析与选择155

13-1 毛坯分析155

一、毛坯成形原理对比分析155

二、毛坯内在质量对比分析155

三、毛坯成形工艺对比分析156

四、毛坯结构材料工艺性对比分析157

五、毛坯结构形状工艺性对比分析157

六、毛坯结构形状及应用对比分析158

13-2 毛坯选择159

一、毛坯的选择原则159

二、毛坯选择举例161

三、同一零件毛坯选择的比较161

复习思考题163

第三篇　零件成形及其装配（机械加工基础）165

第十四章　公差配合基础知识165

14-1　互换性与公差的概念165

一、互换性的概念165

二、加工误差的概念165

三、公差的概念166

四、公差与配合标准166

14-2 圆柱形表面的公差与配合167

一、公差术语与尺寸公差带图167

二、配合术语与配合图解169

三、标准公差175

四、基本偏差175

五、公差带与配合的选用顺序176

六、未注公差尺寸182

七、公差带和配合性质的标注184

14-3　公差与配合的选择185

一、基准制的选择185

二、公差等级的选择186

三、配合的选择187

14-4 形状与位置公差190

一、基本概念190

二、形状公差191

三、位置公差192

14-5　表面粗糙度195

一、表面粗糙度的评定195

二、表面粗糙度的标注197

三、表面粗糙度的选用198

复习思考题199

第十五章　切削成形原理201

15-1　切削运动与切削要素201

一、机械零件表面的形成201

二、切削运动201

三、切削要素202

15-2　金属切削刀具203

一、刀具材料203

二、车刀切削部分的几何参数204

15-3　金属切削过程中的物理现象205

一、切削变形206

二、切削力207

三、切削热207

四、刀具磨损208

15-4　提高切削加工质量和经济性的途径208

一、提高工艺系统的刚度208

二、合理选用刀具材料和刀具角度209

三、合理选用切削用量209

四、使用切削液210

五、改善工件材料的切削加工性210

复习思考题210

第十六章　切削成形方法211

16-1　机床的分类和编号211

一、机床的分类211

二、机床型号的编制方法211

16-2　车削成形213

一、车床的功用和运动213

二、车床的组成和运动214

三、车床工作216

四、车削加工的工艺特点218

16-3　镗、钻成形219

一、镗削成形219

二、钻削成形220

16-4　刨、铣成形221

一、刨削成形222

二、铣削成形223

复习思考题227

第十七章　磨削成形方法229

一、磨床的功用和运动229

二、磨床的组成和运动229

三、磨削过程231

四、磨削加工的工艺特点及应用235

五、光整加工235

复习思考题235

第十八章　切削加工工艺过程237

18-1 基本概念237

一、生产过程和工艺过程237

二、切削加工工艺过程237

三、工艺设备和工艺装备238

四、生产纲领和生产类型238

18-2　工件的安装239

一、选择定位基准240

二、工件的定位原理241

三、装夹知识243

18-3　切削加工工艺的拟定243

一、技术要求分析243

二、选择毛坯244

三、工艺分析244

四、拟定加工顺序244

五、确定各工序的机床、装夹方法、加工方法、测量方法及有关工夹量具245

六、确定各工序加工余量、切削用量和时间定额245

七、编制工艺卡片246

18-4　基本表面的加工方案246

一、外圆表面246

二、内圆表面247

三、平面表面248

四、成形表面249

18-5　基本类型零件加工工艺要点249

一、轴杆类零件的加工工艺要点249

二、饼块盘套类零件的加工工艺要点250

三、机架箱体类零件的加工工艺要点250

18-6　零件结构的切削加工工艺性252

一、切削加工对零件结构的要求252

二、改进零件切削加工工艺性的基本原则252

复习思考题254

第十九章　装配256

一、装配工艺过程256

二、装配单元系统图256

三、减速器的装配工艺257

四、零件结构的装配工艺性259

复习思考题261

第二十章　特种加工262

一、电火花加工262

二、电解加工263

三、超声波加工264

四、激光加工264

复习思考题265

参考文献266