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第1章 概述1

1.1 工程材料的分类1

1.1.1 金属材料1

1.1.2 非金属材料2

1.2 机械制造工艺概述2

1.2.1 机械产品制造工艺流程2

1.2.2 机械制造技术发展趋势3

习题4

第2章 金属的性能5

2.1 金属的力学性能5

2.1.1 强度与塑性5

2.1.2 硬度8

2.1.3 韧性10

2.1.4 疲劳强度12

2.2 金属的物理性能和化学性能13

2.2.1 物理性能13

2.2.2 化学性能14

2.3 金属的工艺性能和经济性14

2.3.1 金属的工艺性能14

2.3.2 经济性15

实训15

习题16

第3章 金属的晶体结构与结晶18

3.1 金属的晶体结构18

3.1.1 晶体结构的基本概念18

3.1.2 三种典型的晶体晶格20

3.1.3 金属的实际晶体结构21

3.1.4 合金的晶体结构24

3.2 纯金属的结晶26

3.2.1 纯金属的冷却曲线和过冷现象26

3.2.2 纯金属的结晶过程27

3.2.3 金属晶粒的大小与控制28

3.3 金属的同素异构转变28

习题29

第4章 铁碳合金相图30

4.1 铁碳合金的基本组织30

4.1.1 铁素体30

4.1.2 奥氏体30

4.1.3 渗碳体31

4.1.4 珠光体31

4.1.5 莱氏体32

4.2 铁碳合金相图32

4.2.1 二元相图的建立32

4.2.2 Fe-Fe3C相图分析33

4.2.3 典型合金的平衡结晶过程36

4.3 碳对碳钢组织和性能的影响38

4.3.1 碳对铁碳合金组织的影响38

4.3.2 碳对铁碳合金性能的影响38

4.4 碳合金状态图的应用39

4.4.1 选用钢材料的依据39

4.4.2 为制定热加工工艺提供依据39

实训40

习题41

第5章 钢的热处理43

5.1 钢在加热时的组织转变44

5.1.1 奥氏体的形成44

5.1.2 奥氏体晶粒长大及其控制措施45

5.2 钢在冷却时的组织转变46

5.2.1 过冷奥氏体46

5.2.2 过冷奥氏体的的等温转变46

5.2.3 过冷奥氏体的连续冷却转变48

5.3 退火与正火49

5.3.1 钢的退火49

5.3.2 钢的正火50

5.3.3 退火与正火的选择51

5.4 淬火和回火51

5.4.1 钢的淬火51

5.4.2 钢的回火56

5.5 钢的表面热处理与化学热处理58

5.5.1 钢的表面热处理58

5.5.2 化学热处理60

5.6 热处理工艺应用61

5.6.1 热处理的技术条件61

5.6.2 热处理的工序位置63

5.6.3 热处理零件的结构工艺性63

5.7 热处理新技术简介63

5.7.1 可控气氛热处理64

5.7.2 真空热处理64

5.7.3 形变热处理64

5.7.4 激光热处理64

5.7.5 电子束表面淬火65

实训65

习题66

第6章 钢铁金属材料68

6.1 钢中的杂质及合金元素68

6.1.1 钢中杂质元素对其性能的影响68

6.1.2 合金元素在钢中的作用69

6.2 非合金钢71

6.2.1 非合金钢的分类71

6.2.2 碳素结构钢72

6.2.3 优质碳素结构钢73

6.2.4 碳素工具钢75

6.2.5 易切削结构钢75

6.2.6 工程用铸造碳钢76

6.3 低合金钢和合金钢77

6.3.1 低合金钢和合金钢的分类及牌号77

6.3.2 低合金钢79

6.3.3 机械结构用合金钢80

6.3.4 合金工具钢和高速工具钢84

6.3.5 特殊性能钢88

6.4 铸铁91

6.4.1 概述91

6.4.2 常用普通铸铁92

6.4.3 特殊性能铸铁98

习题99

第7章 非铁金属材料101

7.1 铝及铝合金101

7.1.1 工业纯铝101

7.1.2 铝合金101

7.2 铜及铜合金105

7.2.1 工业纯铜105

7.2.2 铜合金105

7.3 滑动轴承合金109

7.3.1 滑动轴承的性能要求110

7.3.2 常用滑动轴承110

7.4 粉末冶金材料112

7.4.1 粉末冶金材料工艺简介112

7.4.2 粉末冶金的优越性及应用113

7.4.3 硬质合金113

习题114

第8章 非金属材料116

8.1 高分子材料116

8.1.1 高分子材料的概念116

8.1.2 塑料116

8.1.3 橡胶118

8.1.4 胶粘剂119

8.2 陶瓷材料119

8.2.1 陶瓷材料的概念119

8.2.2 陶瓷材料的分类120

8.2.3 陶瓷制品的成型120

8.2.4 陶瓷材料的主要性能特点及应用121

8.3 复合材料121

8.3.1 复合材料的概念121

8.3.2 常用复合材料的种类121

习题121

第9章 新材料和新工艺123

9.1 形状记忆材料123

9.1.1 形状记忆合金123

9.1.2 聚合物形状记忆材料125

9.2 非晶态合金材料126

9.2.1 非晶态合金的结构特征126

9.2.2 非晶态合金的制造工艺126

9.2.3 非晶态合金的性能及其应用127

9.3 纳米材料127

9.3.1 概述127

9.3.2 纳米材料的基本特性129

9.3.3 纳米材料的应用130

习题130

第10章 铸造132

10.1 铸造概述132

10.2 砂型铸造132

10.2.1 砂型的制作133

10.2.2 浇注、落砂和清理137

10.3 铸造工艺设计基础137

10.3.1 浇注位置和分型面的选择137

10.3.2 铸造工艺参数的选择139

10.3.3 铸造工艺图141

10.4 金属的铸造性能141

10.4.1 金属的流动性及影响因素142

10.4.2 金属的收缩性及影响因素143

10.5 铸件的结构工艺性145

10.5.1 铸造工艺对铸件结构的要求145

10.5.2 合金的铸造性能对铸件结构的要求145

10.6 特种铸造146

10.6.1 金属型铸造146

10.6.2 压力铸造149

10.6.3 低压铸造152

10.6.4 熔模铸造153

10.6.5 离心铸造155

习题157

第11章 锻压加工160

11.1 概述160

11.2 锻压加工的基本知识161

11.2.1 金属的塑性变形161

11.2.2 回复与再结晶162

11.2.3 锻造流线与锻造比163

11.2.4 金属的可锻性及其影响因素164

11.2.5 坯料的加热和锻件的冷却165

11.3 自由锻166

11.3.1 自由锻设备166

11.3.2 自由锻造的基本工序167

11.3.3 自由锻工艺规程的制定169

11.4 模锻172

11.4.1 模锻锤上模锻173

11.4.2 压力机上模锻174

11.4.3 胎模锻175

11.5 自由锻件的结构工艺性176

11.5.1 锻件材料对结构的要求176

11.5.2 锻造工艺对结构的要求176

11.6 冲压178

11.6.1 冲压设备178

11.6.2 冲压的基本工序178

11.6.3 冲压件的结构工艺性181

11.7 轧制、挤压与拉拔181

11.7.1 轧制181

11.7.2 挤压183

11.7.3 拉拔184

11.8 各种锻压加工方法的比较184

11.9 锻压件的质量及经济性分析186

11.9.1 锻压件缺陷分析186

11.9.2 锻压件的质量检验186

11.9.3 锻件的修补187

11.9.4 锻压件的经济性188

11.10 锻压新技术简介188

习题191

第12章 焊接193

12.1 焊接概述193

12.1.1 焊接的分类193

12.1.2 焊接的特点194

12.2 焊接工艺195

12.2.1 手工电弧焊195

12.2.2 其他焊接方法202

12.3 常用金属材料的焊接208

12.3.1 金属的焊接性208

12.3.2 钢的焊接209

12.3.3 铸铁件的焊补211

12.3.4 有色金属的焊接212

12.4 焊接应力与变形214

12.4.1 焊接应力与变形产生的原因214

12.4.2 预防和减少焊接应力与变形的措施215

12.5 焊接结构工艺性220

12.5.1 焊缝的位置220

12.5.2 焊接方法的选择222

12.5.3 焊接接头形式的选择222

实训224

习题226

第13章 机械加工基础知识228

13.1 切削加工概述228

13.1.1 切削运动与切削用量228

13.1.2 切削刀具229

13.1.3 切削过程中的物理现象232

13.2 车削加工235

13.2.1 车床235

13.2.2 车削工艺236

13.3 钻削、铰削与镗削加工239

13.3.1 钻削加工239

13.3.2 铰削加工240

13.3.3 镗削加工241

13.4 铣削与刨削加工242

13.4.1 铣削加工242

13.4.2 刨削加工245

13.5 磨削加工246

13.5.1 磨床246

13.5.2 砂轮247

13.5.3 磨削的工艺特点及其应用249

13.6 齿轮齿形加工251

13.6.1 铣齿加工251

13.6.2 滚齿加工252

13.6.3 插齿加工253

13.6.4 齿轮齿形的精加工254

13.7 数控加工255

13.7.1 数控机床255

13.7.2 数控机床刀具256

13.7.3 数控加工的工艺特点与应用256

13.8 特种加工与精密加工257

13.8.1 特种加工257

13.8.2 精密加工260

实训262

习题263

第14章 机械加工工艺基本知识264

14.1 机械加工工艺过程概述264

14.1.1 生产过程与工艺过程264

14.1.2 生产纲领与生产类型266

14.2 工件的安装与定位266

14.2.1 工件的安装方法266

14.2.2 工件安装的定位方法267

14.2.3 工件的基准267

14.3 机械加工工艺规程的制订268

14.3.1 机械加工工艺规程概述268

14.3.2 机械加工工艺规程设计269

14.3.3 零件加工工艺实例272

实训274

习题274

参考文献275