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绪论1

一、材料科学的作用与地位1

二、工程材料与热加工技术的发展2

三、本课程的性质、任务和学习方法2

第一章 金属材料的性能4

第一节 金属材料的力学性能4

一、强度4

二、塑性6

第二节 硬度6

一、布氏硬度7

二、洛氏硬度8

三、维氏硬度8

第三节 冲击韧性与疲劳强度9

一、冲击韧性9

二、疲劳强度10

第四节 金属材料的其他性能11

一、物理性能11

二、化学性能12

三、工艺性能13

本章小结13

复习思考题13

第二章 纯金属与合金的基本知识15

第一节 纯金属与合金的晶体结构15

一、纯金属的晶体结构15

二、纯金属的实际晶体结构16

三、合金的晶体结构18

第二节 纯金属与合金的结晶20

一、纯金属的结晶过程21

二、合金的结晶与二元合金相图23

三、合金性能与相图间的关系29

本章小结30

复习思考题31

第三章 铁碳合金相图33

第一节 铁碳合金的基本知识33

一、纯铁的同素异晶转变33

二、铁碳合金的基本相34

第二节 铁碳合金相图34

一、铁碳合金相图分析35

二、铁碳合金的分类37

第三节 典型铁碳合金的结晶过程及组织37

一、共析钢的结晶过程及组织37

二、亚共析钢的结晶过程及组织38

三、过共析钢的结晶过程及组织39

四、共晶白口铸铁的结晶过程及组织40

五、亚共晶白口铸铁的结晶过程及组织41

六、过共晶白口铸铁的结晶过程及组织41

第四节 铁碳合金成分与组织、性能的关系42

一、铁碳合金成分与组织的关系42

二、铁碳合金成分与性能的关系43

第五节 碳素钢44

一、杂质元素对碳钢性能的影响44

二、碳钢的分类45

三、碳钢的牌号、性能及用途45

本章小结50

复习思考题50

第四章 钢的热处理53

第一节 钢的热处理原理53

一、钢在加热时的组织转变54

二、钢在冷却时的组织转变56

第二节 钢的普通热处理64

一、钢的退火和正火64

二、钢的淬火66

三、钢的回火69

第三节 钢的表面热处理72

一、钢的表面淬火72

二、钢的化学热处理74

第四节 热处理质量控制77

一、常见的热处理缺陷及影响因素77

二、热处理工件的结构工艺性78

第五节 热处理技术条件的标注及工序位置安排79

一、热处理技术条件的标注79

二、热处理工序位置的安排79

本章小结80

复习思考题81

第五章 合金钢86

第一节 合金元素在钢中的作用86

一、合金元素在钢中的存在形式86

二、合金元素对Fe-Fe3C相图的影响87

三、合金元素对钢热处理的影响88

第二节 合金钢的分类及牌号90

一、合金钢的分类90

二、合金钢牌号的表示方法91

第三节 合金结构钢92

一、低合金高强度结构钢92

二、合金渗碳钢92

三、合金调质钢96

四、合金弹簧钢96

五、滚动轴承钢99

第四节 合金工具钢100

一、合金刃具钢100

二、合金模具钢105

三、合金量具钢108

第五节 特殊性能钢108

一、不锈钢109

二、耐热钢111

三、耐磨钢113

本章小结114

复习思考题114

第六章 铸铁117

第一节 铸铁的石墨化117

一、铁碳合金双重相图117

二、铸铁的石墨化118

三、影响铸铁石墨化的因素119

第二节 常用的铸铁119

一、灰铸铁119

二、球墨铸铁122

三、可锻铸铁125

四、蠕墨铸铁125

五、合金铸铁126

本章小结127

复习思考题128

第七章 有色金属及粉末冶金材料130

第一节 铝及铝合金130

一、工业纯铝130

二、铝合金的分类及热处理131

三、变形铝合金132

四、铸造铝合金133

第二节 铜及铜合金135

一、工业纯铜135

二、铜合金的分类135

三、黄铜136

四、青铜136

第三节 滑动轴承合金138

一、轴承合金的性能要求138

二、轴承合金的组织特征139

三、常用的轴承合金139

第四节 粉末冶金材料140

一、粉末冶金法及其应用141

二、常用的粉末冶金材料141

本章小结144

复习思考题144

第八章 非金属材料及复合材料146

第一节 高分子材料146

一、高分子材料的合成146

二、高分子材料的物理状态147

三、常用高分子材料147

第二节 陶瓷材料151

一、陶瓷材料的分类151

二、陶瓷材料的性能及应用152

第三节 复合材料152

一、复合材料的分类153

二、复合材料的性能153

三、常用复合材料154

本章小结155

复习思考题155

第九章 铸造157

第一节 合金的铸造性能157

一、合金的流动性158

二、合金的收缩159

三、铸造应力162

第二节 砂型铸造163

一、砂型铸造的造型方法163

二、砂型铸造工艺设计167

三、铸造实例分析173

第三节 铸件的结构工艺性174

一、砂型铸造工艺对铸件结构的要求174

二、合金铸造性能对铸件结构的要求175

第四节 特种铸造177

一、熔模铸造177

二、金属型铸造179

三、压力铸造180

四、低压铸造181

五、离心铸造182

六、实型铸造183

第五节 铸件的质量控制184

一、铸件中常见的缺陷及产生原因184

二、铸件的质量检验186

第六节 常用铸造方法比较189

本章小结190

复习思考题191

第十章 锻压195

第一节 金属的塑性变形195

一、金属塑性变形的实质195

二、冷塑性变形对金属组织及性能的影响197

三、回复与再结晶198

四、金属的热加工199

第二节 金属的锻压性能200

一、金属的本质200

二、变形条件200

第三节 自由锻202

一、自由锻的特点202

二、自由锻的基本工序202

三、自由锻工艺规程的制订204

四、自由锻锻件的结构工艺性209

第四节 模锻210

一、锤上模锻210

二、胎模锻214

三、压力机上模锻215

第五节 锻件的质量控制217

一、加热过程中常见的缺陷217

二、自由锻锻件中常见的缺陷及产生原因218

三、模锻件中常见的缺陷及产生原因220

第六节 板料冲压221

一、板料冲压的基本工序221

二、冲模的分类及结构224

三、冲压件的结构工艺性226

第七节 其他压力加工方法227

一、挤压成型227

二、轧制成型228

三、拉拔229

本章小结229

复习思考题230

第十一章 焊接235

第一节 焊条电弧焊236

一、焊接电弧236

二、电弧焊的冶金过程237

三、焊条237

四、焊接接头240

五、焊接应力与变形241

第二节 其他熔焊方法244

一、埋弧焊244

二、气体保护电弧焊246

三、气焊248

四、电渣焊249

五、等离子弧焊250

第三节 压焊与钎焊251

一、压焊251

二、钎焊253

第四节 常用金属材料的焊接253

一、金属材料的焊接性253

二、碳钢的焊接255

三、合金钢的焊接255

四、铸铁的焊补257

五、有色金属的焊接257

第五节 焊接件的结构工艺性259

一、焊接结构材料的选择260

二、焊接接头形式的选择260

三、焊缝的布置261

第六节 焊接的质量控制262

一、焊接缺陷概述262

二、常见焊接缺陷的产生原因和防止措施263

第七节 焊接方法的选择266

本章小结267

复习思考题267

第十二章 机械零件的选材及毛坯的选择271

第一节 机械零件的失效271

一、零件的失效271

二、零件失效的形式及原因271

第二节 机械零件的选材272

一、零件选材的一般原则273

二、选材的方法及步骤277

三、典型零件的选材278

第三节 零件毛坯的选择282

一、毛坯选择的原则283

二、常用毛坯的特点及生产成本比较284

三、常用机械零件毛坯的选择284

本章小结285

复习思考题285

实验288

实验一 硬度实验288

实验二 金相显微镜的使用及金相试样的制备292

实验三 铁碳合金平衡组织分析295

实验四 碳钢的热处理299

实验五 铸铁的显微组织观察302

附录306

附录一 布氏硬度对照表306

附录二 黑色金属硬度强度换算表315

附录三 国内外常用钢铁材料牌号对照表319

附录四 常用钢临界点及淬火加热温度323

附录五 常用钢淬火后的回火温度326

参考文献327