目　录

绪论　1

第 1章　金属材料的性能　3
1.1　力学性能　3
1.1.1　强度　3
1.1.2　塑性　6
1.1.3　硬度　6
1.1.4　冲击韧度　9
1.1.5　疲劳强度　10
1.2　工艺性能　11
复习思考题　12

第 2章　金属材料结构的基本知识　14
2.1　金属的晶体结构与结晶　14
2.1.1　晶体的基本概念　14
2.1.2　三种常见的晶体结构　15
2.1.3　金属晶体结构缺陷　16
2.2　合金的基本概念和基本结构　18
2.2.1　合金的基本概念　18
2.2.2　固态合金的基本结构　19
2.3　纯金属的结晶　20
2.3.1　纯金属的冷却曲线及过冷度　20
2.3.2　纯金属的结晶过程　21
2.3.3　晶粒大小对力学性能的影响　22
2.4　金属的同素异构转变　22
2.5　铁碳合金状态图　23
2.5.1　铁碳合金的基本知识　23
2.5.2　铁碳合金相图　24
2.5.3　典型铁碳合金的结晶过程分析　26
2.5.4　碳对碳钢组织和性能的影响　29
2.5.5　Fe-Fe3C相图在工业中的应用　30
复习思考题　30

第3章　钢的热处理　33
3.1　钢在加热和冷却时的组织转变　33
3.1.1　钢在加热时的转变　34
3.1.2　钢在冷却时的组织转变　35
3.2　钢的普通热处理　37
3.2.1　钢的退火　37
3.2.2　钢的正火　38
3.2.3　钢的淬火　39
3.2.4　钢的回火　42
3.3　钢的表面热处理　43
3.3.1　钢的表面淬火　44
3.3.2　钢的化学热处理　45
3.4　热处理新技术简介　46
3.4.1　 可控气氛热处理　46
3.4.2　真空热处理　47
3.4.3　形变热处理　47
3.4.4　激光热处理　47
3.4.5　电子束表面淬火　48
3.5　零件常见热处理缺陷分析及预防措施　48
3.5.1　氧化和脱碳　48
3.5.2　过热和过烧　48
3.5.3　硬度不足及软点　49
3.5.4　变形和开裂　49
复习思考题　49

第4章　钢铁材料的表面处理　51
4.1　化学镀镍　51
4.2　电镀　52
4.2.1　实现电镀的条件　52
4.2.2　电镀工艺及应用　53
4.3　热浸镀　54
4.3.1　热浸镀的预处理方法　54
4.3.2　热浸镀镀层的性能及应用　55
4.4　热喷涂　55
4.4.1　电弧喷涂　55
4.4.2　热喷涂材料的特点　56
4.5　离子镀　56
复习思考题　57

第5章　常用金属材料　59
5.1　工业用钢　59
5.1.1　常存元素对钢性能的影响　59
5.1.2　钢的分类和编号　60
5.1.3　结构钢　61
5.1.4　工具钢　63
5.1.5　特殊性能钢　64
5.2　铸铁　66
5.2.1　铸铁的石墨化　66
5.2.2　常用铸铁　67
5.2.3　合金铸铁　70
5.3　非铁合金粉末冶金　71
5.3.1　铝及其合金　71
5.3.2　铜及铜合金　72
5.3.3　轴承合金　73
5.3.4　粉末冶金与硬质合金　73
复习思考题　74

第6章　铸造成型　76
6.1　合金的铸造性能　76
6.1.1　合金的充型能力　76
6.1.2　合金的收缩　78
6.1.3　合金的吸气性　79
6.2　铸造工具与设备　80
6.2.1　常用合金铸件生产用具　80
6.2.2　铸铁熔炼设备　81
6.2.3　铸钢熔炼设备　84
6.2.4　铸造有色合金的熔炼设备　86
6.3　砂型铸造造型(芯)材料　86
6.3.1　造型和制芯材料组成及特点　86
6.3.2　型(芯)砂应具备的性能要求　87
6.3.3　常用型(芯)砂　88
6.4　铸造成型方法　90
6.4.1　砂型铸造　90
6.4.2　特种铸造　93
6.5　铸造工艺设计　96
6.5.1　浇注系统设计　96
6.5.2　浇注位置的选择　99
6.5.3　铸型分型面的选择　101
6.5.4　确定工艺参数　102
6.5.5　铸造工艺图的绘制　104
6.6　铸件结构设计　106
6.6.1　从合金的铸造性能考虑设计铸件结构　106
6.6.2　从铸造工艺考虑设计铸件结构　109
6.7　铸造常见缺陷及控制　111
6.7.1　铸造常见缺陷　111
6.7.2　铸件的修补　116
复习思考题　117

第7章　金属压力加工　120
7.1　金属的塑性变形　120
7.1.1　金属塑性变形的实质　120
7.1.2　塑性变形对金属组织和性能的影响　121
7.1.3　金属的锻造性　124
7.2　锻造　126
7.2.1　自由锻　126
7.2.2　模型锻造　134
7.2.3　胎模锻　144
7.2.4　锻件结构工艺性　146
7.3　板料冲压　148
7.3.1　板料冲压的特点　149
7.3.2　冲压设备　149
7.3.3　板料冲压的基本工序　153
7.3.4　板料冲压件的结构工艺性　157
7.3.5　典型零件冲压工艺示例　160
7.4　其他常用压力加工方法简介　166
7.4.1　轧制　166
7.4.2　挤压　167
7.4.3　拉拔　169
7.5　锻压新工艺简介　170
7.5.1　精密模锻　170
7.5.2　高速锤锻造　171
7.5.3　旋压　172
7.5.4　高能成形　173
7.5.5　超塑性成形　174
7.5.6　粉末锻造　175
7.6　常用塑性成形方法的选择　176
复习思考题　178

第8章　焊接与胶接成形　181
8.1　焊接的基本原理　182
8.1.1　焊接电弧　182
8.1.2　焊接过程　182
8.1.3　焊接接头的组织和性能　183
8.1.4　焊接应力与变形　185
8.2　常用电弧焊方法　188
8.2.1　焊条电弧焊　189
8.2.2　埋弧自动焊　191
8.2.3　气体保护焊　192
8.3　常用金属材料的焊接　194
8.3.1　金属材料的焊接性　194
8.3.2　碳素结构钢和低合金高强度结构钢的焊接　195
8.3.3　不锈钢的焊接　196
8.3.4　铸铁的焊补　196
8.3.5　非铁金属的焊接　197
8.4　焊接结构工艺性　198
8.4.1　焊接结构材料的选择　198
8.4.2　焊接方法的选择　199
8.4.3　焊接接头设计　199
8.5　焊接质量检验　201
8.5.1　焊接接头缺陷分析　202
8.5.2　焊接检验过程与方法　203
8.6　其他焊接技术简介　204
8.6.1　电渣焊　204
8.6.2　电阻焊　204
8.6.3　钎焊　206
8.6.4　等离子弧焊接与切割　207
8.6.5　真空电子束焊接　208
8.6.6　激光焊接与切割　208
8.6.7　扩散焊接　209
8.6.8　摩擦焊　210
8.7　胶接　210
8.7.1　概述　210
8.7.2　胶接的工艺过程　211
8.7.3　胶接过程的质量控制　212
复习思考题　213

第9章　金属切削加工　216
9.1　金属切削加工的基本知识　216
9.1.1　切削加工概述　216
9.1.2　金属切削刀具　218
9.1.3　金属切削过程及其物理现象　223
9.2　常用切削加工方法　228
9.2.1　机床的分类和编号　228
9.2.2　车削加工　228
9.2.3　钻削和镗削加工　230
9.2.4　铣削加工　234
9.2.5　刨削、插削和拉削加工　236
9.2.6　磨削加工　238
9.3　零件切削加工工艺过程　240
9.3.1　零件切削加工工艺的基础知识　240
9.3.2　零件切削加工工艺的制订　246
9.3.3　典型零件的切削加工工艺　248
复习思考题　252

第 10章　机械零件成形方法的选择　254
10.1　机械零件的失效　254
10.1.1　失效的基本概念　254
10.1.2　零件失效的主要形式　254
10.1.3　零件失效的原因　255
10.1.4　失效分析实例　256
10.2　机械零件材料选择的一般原则　259
10.2.1　使用性能　260
10.2.2　工艺性能　260
10.2.3　经济性　262
10.2.4　典型零件的选材及工艺路线　263
10.3　零件毛坯成形方法选择的一般原则　269
10.3.1　毛坯的种类　269
10.3.2　毛坯成形方法选择的一般原则　270
10.3.3　典型机械零件毛坯的选择　272
复习思考题　276

第 11章　非金属材料成型　279
11.1　塑料制品成型　279
11.1.1　塑料的基础知识　279
11.1.2　塑料制品的成型工艺　281
11.2　橡胶制品成型　283
11.2.1　橡胶的基础知识　283
11.2.2　橡胶制品的成型工艺　284
11.3　陶瓷材料制品成型　286
11.3.1　陶瓷的分类　286
11.3.2　陶瓷材料的性能特点　287
11.3.3　特种陶瓷粉体的制备方法　287
11.3.4　特种陶瓷的成型方法　287
11.3.5　特种陶瓷的烧结　288
11.3.6　陶瓷材料的制作工艺及组织结构　288
11.4　常用复合材料成型　289
11.4.1　复合材料强化原理、种类及界面设计原则　289
11.4.2　复合材料成型工艺　290
复习思考题　296

参考文献　297