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第一章钢铁的生产1

第一节炼铁1

一、炼铁的原料1

二、炼铁的基本过程1

三、高炉产品2

第二节炼钢2

一、炼钢的基本过程2

二、炼钢方法2

第三节钢材生产4

一、钢的浇注4

二、钢材的生产5

小结6

习题6

第二章金属的力学性能7

第一节强度与塑性7

一、拉伸曲线与工程应力应变曲线7

二、刚度和强度8

三、塑性9

四、常用弯曲、压缩性能指标10

第二节硬度10

一、布氏硬度11

二、洛氏硬度12

三、维氏硬度13

第三节冲击韧性14

一、冲击试验原理14

二、Ak值的主要用途14

第四节断裂韧性15

一、应力场强度因子与断裂韧度15

二、断裂韧度的应用16

第五节疲劳16

一、疲劳断裂的特点16

二、疲劳强度17

三、影响疲劳性能的因素18

四、其他形式的疲劳19

五、疲劳实例分析20

第六节磨损21

一、粘着磨损21

二、磨粒磨损21

三、接触疲劳22

小结22

习题23

第三章金属的晶体结构24

第一节金属概述24

一、金属的特性24

二、金属原子结构特点24

第二节金属的晶体结构25

一、晶体与非晶体25

二、晶格、晶胞25

三、金属中常见的晶体结构26

四、常见晶体结构的原子数、原子半径、致密度26

五、立方晶体结构的晶面指数和晶向指数27

六、金属的同素异构转变28

第三节金属的实际晶体结构28

一、点缺陷28

二、线缺陷——位错29

三、面缺陷30

小结31

习题31

第四章金属的结晶及二元相图32

第一节纯金属的结晶32

一、过冷现象32

二、液态金属的结构32

三、结晶过程32

四、晶粒大小的控制33

第二节二元合金的相结构33

一、基本概念33

二、固溶体34

三、化合物34

第三节二元合金相图35

一、二元相图的测定方法35

二、匀晶相图35

三、共晶相图36

四、铸锭的组织40

小结40

习题41

第五章Fe-Fe3C相图42

第一节纯铁的同素异构转变与铁碳合金的基本相42

一、纯铁的同素异构转变42

二、铁碳合金的基本相43

第二节Fe-Fe3C相图分析44

一、上半部分图形的分析45

二、下半部分图形的分析45

第三节典型合金的结晶过程及组织46

一、共析钢（合金Ⅰ）的结晶过程及其组织46

二、亚共析钢（合金Ⅱ）的结晶过程及其组织47

三、过共析钢（合金Ⅲ）的结晶过程及其组织48

四、共晶白口铸铁（合金Ⅳ）的结晶过程及其组织49

五、亚共晶白口铸铁（合金Ⅴ）结晶过程及其组织50

六、过共晶白口铸铁（合金Ⅵ）的结晶过程及其组织51

七、几个需要注意的问题51

第四节铁碳合金性能与成分的关系52

一、含碳量与组织的关系52

二、含碳量与力学性能的关系52

三、Fe-Fe3C相图的应用53

四、碳钢应用简介54

小结54

习题55

第六章金属的塑性变形、断裂与再结晶56

第一节单晶体的变形56

一、单晶体的弹性变形56

二、单晶体的塑性变形56

第二节多晶体的塑性变形58

一、晶界对塑性变形的影响58

二、晶粒间取向差的影响58

三、多晶体金属塑性变形的传播59

四、合金的塑性变形59

五、蠕变60

第三节塑性变形对组织性能的影响61

一、塑性变形后组织的变化61

二、塑性变形后力学性能的变化61

三、塑性变形后内应力的变化62

第四节金属断裂介绍62

一、韧断与脆断62

二、穿晶断裂与沿晶断裂63

三、正断与切断63

四、韧断与脆断的相互转化63

第五节冷变形金属在加热时的变化64

一、回复64

二、再结晶64

第六节金属的热塑性变形64

一、热变形与冷变形的区别64

二、热变形后组织性能的变化65

小结67

习题67

第七章钢的热处理与表面强化处理69

第一节热处理概述与分类69

一、概述69

二、热处理工艺的分类69

第二节钢在加热时的转变70

一、奥氏体的形成过程70

二、奥氏体晶粒长大及影响因素71

第三节钢在冷却时的转变72

一、过冷奥氏体的等温转变曲线及分析72

二、影响C曲线的因素74

三、连续冷却转变曲线74

四、过冷奥氏体转变产物的组织和性能75

第四节退火与正火81

一、退火81

二、正火84

第五节淬火85

一、淬火加热温度85

二、淬火应力86

三、常用淬火介质86

四、淬透性86

五、常用淬火方法90

第六节回火91

一、回火中的组织转变92

二、回火工艺及应用94

三、回火脆性95

四、时效95

第七节热处理常见缺陷及零件结构的工艺性96

一、热处理常见缺陷96

二、热处理零件结构的工艺性97

第八节表面强化处理98

一、表面淬火98

二、化学热处理100

三、其他表面强化处理108

第九节热处理技术条件的标注与工序安排113

一、热处理技术条件的标注113

二、热处理工序位置的安排116

小结118

习题119

第八章工业用钢122

第一节杂质元素与合金元素在钢中的作用122

一、杂质元素对钢性能的影响122

二、合金元素在钢中的作用123

第二节钢的分类与牌号127

一、钢的分类127

二、工业用钢的牌号表示方法129

第三节结构钢131

一、工程构件用钢131

二、机器零件用钢135

第四节工具钢145

一、刃具钢145

二、量具用钢150

第五节特殊性能钢150

一、不锈钢150

二、耐热钢154

三、耐磨钢156

小结157

习题157

第九章模具用钢159

第一节冷作模具钢159

一、冷作模具钢概述159

二、常用冷作模具钢160

三、冷作模具的选材170

四、冷作模具的选材及热处理实例175

第二节热作模具钢177

一、热作模具钢概述177

二、常用热作模具钢177

三、热作模具的选材184

四、热作模具的选材及热处理实例189

第三节塑料模具用钢190

一、塑料模具钢概述190

二、塑料模具钢192

三、塑料模具钢的选材199

四、塑料模具的选材实例202

第四节玻璃模具材料202

一、玻璃模具材料202

二、模具材料的发展趋向204

小结204

习题206

第十章其他金属材料208

第一节铸铁208

一、铸铁的分类208

二、铸铁的石墨化208

三、常用铸铁210

第二节铝及其合金217

一、铝及其合金的分类、强化方法217

二、常用铝合金的牌号、用途218

第三节铜及其合金220

一、铜的分类220

二、常用铜合金的牌号、性能和用途221

第四节滑动轴承合金222

一、滑动轴承合金的性能要求与组织特点222

二、常用滑动轴承合金的牌号、用途223

第五节粉末冶金材料224

一、粉末冶金材料的制造方法224

二、常用粉末冶金材料224

小结227

习题228

第十一章非金属材料229

第一节高分子材料229

一、基本概念229

二、塑料231

三、橡胶237

第二节陶瓷材料239

一、陶瓷材料的分类与制造方法239

二、陶瓷材料的组织结构、性能特点239

三、常用陶瓷的种类、性能和用途240

第三节复合材料242

一、复合材料的分类242

二、复合材料的性能特点及基体与增强相的作用242

三、常用复合材料243

小结245

习题245

第十二章铸造成型246

第一节概述246

第二节合金的铸造性能246

一、铸造合金的流动性246

二、铸造合金的收缩性248

三、铸造应力249

第三节砂型铸造249

一、型砂和芯砂249

二、手工造型用的砂箱和工具250

三、砂铸基本工艺过程及铸型的组成251

四、造型、造芯方法251

五、合型与浇注255

六、铸件的落砂和清理256

第四节铸造工艺设计简介257

一、浇注位置的选定257

二、分型面的选定258

三、浇注系统、冒口、出气口258

四、铸造工艺参数的确定259

五、绘制铸造工艺图261

第五节铸件结构的工艺性262

一、铸件质量对铸件结构的要求262

二、铸造工艺对铸件结构的要求264

第六节特种铸造和铸造新技术简介265

一、金属型铸造265

二、压力铸造266

三、熔模铸造267

四、离心铸造268

五、各种铸造方法比较269

六、铸造新技术、新工艺269

第七节铸件质量与成本分析271

一、铸件质量分析271

二、铸件成本分析273

小结274

习题274

第十三章锻压276

第一节概述276

一、锻压的主要生产方式和特点276

二、金属的锻造性能277

三、金属锻造的工艺过程278

第二节自由锻造279

一、自由锻造设备280

二、自由锻的基本工序281

三、自由锻生产特点283

四、自由锻造操作方法283

五、自由锻造工艺规程的制定及举例290

六、合金钢锻造特点292

七、自由锻件结构的工艺性293

第三节胎模锻造294

一、胎模的种类294

二、胎模锻生产特点295

第四节模型锻造296

一、锤上模锻296

二、曲柄压力机上模锻299

三、摩擦压力机上模锻300

四、平锻机上模锻301

五、锻后处理302

六、模锻件结构的工艺性302

第五节锻件质量及成本分析303

一、锻件质量分析303

二、锻件成本分析304

第六节板料冲压306

一、冲压模具306

二、板料冲压的基本工序306

三、挤压308

四、冲压件结构的工艺性309

第七节锻压新工艺简介309

一、高速高能成型310

二、精密模锻311

三、液态模锻311

四、超塑性成型312

小结312

习题313

第十四章焊接与胶接314

第一节焊接概述314

第二节焊条电弧焊314

一、焊接设备及焊接电弧315

二、熔化焊冶金过程及其特点316

三、焊条317

四、焊接接头的组织与性能318

五、电弧焊工艺设计简介319

六、焊条电弧焊操作技术321

七、堆焊322

八、焊条电弧焊安全知识322

第三节金属的焊接性323

一、金属焊接性的概念323

二、常用金属材料的焊接性323

第四节其他焊接方法324

一、埋弧焊324

二、气体保护电弧焊325

三、气焊和气割326

四、电阻焊330

五、电渣焊331

六、钎焊331

第五节焊接结构的工艺性331

一、焊件材料的选择332

二、焊缝布置的一般原则332

三、焊接接头的设计334

第六节焊接新技术简介334

一、等离子弧焊与切割334

二、真空电子束焊335

三、激光焊335

第七节焊件质量与成本分析336

一、焊接主要缺陷336

二、焊接方法的选用与焊接成本分析338

第八节胶接339

一、胶接概述339

二、胶接原理340

三、胶粘剂340

四、胶接工艺341

五、胶接应用举例342

小结343

习题343

第十五章零件的选材与毛坯成型工艺的选择344

第一节失效分析344

一、概述344

二、失效分析的步骤、方法344

三、失效原因345

第二节零件的选材345

一、选材的一般原则345

二、选材的一般步骤346

三、典型零件选材举例347

第三节毛坯成型工艺的选择353

一、不同成型工艺所制毛坯的比较353

二、毛坯成型工艺选择的原则354

三、影响毛坯成型工艺选择的主要因素355

四、典型零件的毛坯选择356

五、毛坯选择举例357

习题357

第十六章钳工与机械加工成型工艺359

第一节钳工359

一、划线359

二、錾削361

三、锉削362

四、锯割364

五、钻孔366

六、攻螺纹与套螺纹369

七、装配工艺371

第二节机械加工成型工艺基础372

一、金属切削基本知识373

二、车床及车削加工379

三、铣削、刨削及磨削加工384

四、数控机床加工与特种加工简介388

小结392

习题392

实验一缓冷状态铁碳合金成分、组织、性能间的关系393

一、实验目的393

二、实验概述393

三、实验用仪器和材料394

四、实验步骤394

五、实验报告要求394

实验二钢的热处理工艺与组织、性能的关系395

一、实验目的395

二、实验概述395

三、实验内容395

四、实验步骤395

五、实验用仪器和材料395

六、实验方法396

七、实验报告要求396

附录397

附录Ⅰ钢的洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度及抗拉强度换算表397

附录Ⅱ常用模具材料参考价格／（元／kg）（1998年8月）399

附录Ⅲ塑料及树脂缩写代号（GB/T 1844—1995）400

参考书目402