工程材料与热成形技术

　　本书主要内容涵盖常用工程材料以及金属材料的热成形技术，重点在铁碳合金的种类与性能、结构与结晶，二元合金相图及其应用，金属的塑性变形与再结晶，以及钢的热处理与合金钢性能分类等内容，同时介绍了有色金属以及常用非金属材料，铸造、锻压、冲压、焊接等生产技术工艺方法，并针对机械设计中零件的失效分析与选材问题以及毛坯的选择等进行了系统介绍。本书注重分析问题与解决工程技术问题能力的培养，以及工程素质与创新思维能力的提高。为此，在本书的编写内容上既体现了现代制造技术、材料科学和现代信息技术的密切交叉与融合，又体现了工程材料和制造技术的历史传承与发展趋势。本书可作为高等工科院校机械类、近机类各专业的教材和参考书，也可作为高职类工科院校的教材及机械制造工程技术人员的学习参考书。

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绪论1
第1章金属材料的性能3
11力学性能3
111强度3
112塑性5
113硬度5
114冲击韧度7
115疲劳强度8
12物理、化学性能8
13工艺性能9
习题9
第2章金属的结构与结晶11
21材料结构的类型11
211结构类型11
212几何晶体学的基本概念12
213配位数和致密度14
22金属键与金属的特性14
221金属键15
222金属的特性15
23纯金属常见的晶体结构16
231体心立方晶格16
232面心立方晶格17
233密排六方晶格17
24金属的实际晶体结构18
241多晶体结构和亚结构18
242晶体中的缺陷18
25金属的结晶19
251结晶概述20
252纯金属的冷却曲线和冷却现象20
253纯金属的结晶过程21
254晶粒大小与金属力学性能的
关系23
255金属的铸锭组织24
26金属的同素异构转变25
习题26
第3章金属的塑性变形与再结晶28
31金属的塑性变形28
311金属单晶体的塑性变形28
312金属多晶体的塑性变形32
32金属的塑性变形对组织和性能的
影响33
321纤维组织34
322加工硬化34
323织构现象35
324残余应力35
33变形金属在加热时组织和性能的
变化36
331回复与再结晶36
332再结晶温度与晶粒大小37
34金属的热变形加工39
341热变形加工与冷变形加工的
区别39
342金属的热变形加工对组织和
性能的影响40
习题41
第4章二元合金相图及其应用43
41合金的相结构43
411基本概念43
412固态合金的相结构44
42二元合金相图的建立45
421相图的绘制45
422二元匀晶相图46
423二元共晶相图49
424二元包晶相图52
425形成稳定化合物的二元合金
相图54
426具有共析反应的二元合金相图54
427合金的性能与相图间的关系55
43铁碳合金相图56
431铁碳合金基本相及组织57
432铁碳合金相图分析57
433典型铁碳合金的平衡结晶过程
分析60
434碳的质量分数对铁碳合金组织、
性能的影响63
435铁碳合金相图的应用64
习题64
第5章钢的热处理67
51钢的热处理原理67
511钢在加热时的组织转变67
512钢在冷却时的组织转变69
52钢的普通热处理73
521钢的退火与正火73
522钢的淬火75
523钢的淬透性77
524钢的回火78
53钢的表面热处理80
531钢的表面淬火80
532钢的化学热处理81
54钢的其他热处理方法83
55热处理的技术条件和结构工艺性84
551热处理技术条件的标注84
552热处理零件的结构工艺性87
56典型零件热处理工艺分析89
561车床主轴热处理工艺89
56220CrMnTi变速器齿轮的渗碳
热处理工艺90
习题92
第6章钢铁材料95
61碳钢及铸铁95
611碳钢中常存杂质及对性能的
影响95
612碳钢分类、牌号及用途96
613铸铁分类、牌号及用途100
62合金元素在钢中的作用105
621合金元素对钢中基本相的影响105
622合金元素对铁碳合金相图的
影响106
623合金元素对热处理的影响107
63合金钢的分类与编号108
631合金钢的分类108
632合金钢的编号108
64合金结构钢109
641低合金高强度结构钢109
642合金渗碳钢110
643合金调质钢111
644合金弹簧钢112
645滚动轴承钢113
65合金工具钢114
651合金刃具钢114
652合金模具钢118
653合金量具钢120
66特殊性能钢121
661不锈钢121
662耐热钢122
663耐磨钢122
习题123
第7章有色金属与非金属材料127
71铝及铝合金127
711工业纯铝127
712铝合金128
72铜及铜合金132
721工业纯铜132
722铜合金132
73钛及钛合金133
731纯钛133
732钛合金133
74轴承合金134
741轴承合金的性能要求和组织
特征135
742轴承合金的分类及牌号135
75粉末冶金材料136
751硬质合金136
752烧结减摩材料138
753烧结铁基结构材料138
76高分子材料、陶瓷材料及复合
材料138
761高分子材料138
762陶瓷材料143
763复合材料146
习题149
第8章机械零件的失效分析与
选材151
81机械零件的失效分析151
82选材的一般原则154
83典型零件的选材与工艺155
831提高疲劳强度与耐磨性的选材与
工艺155
832齿轮类与轴类零件的选材与
工艺157
习题160
第9章铸造工艺基础162
91液态合金的充型162
911合金的流动性162
912影响流动性和充型能力的因素163
92铸件的凝固与收缩164
921铸件的凝固164
922铸件的收缩165
923铸件的缩孔与缩松166
93铸造应力与变形、开裂167
94铸件的缺陷与分析170
习题171
第10章砂型铸造173
101造型材料173
1011造型材料的种类173
1012型砂与芯砂的配制174
102造型和造芯方法175
1021手工造型175
1022机器造型176
1023造芯178
103铸造工艺设计178
1031浇注位置与分型面的确定179
1032主要工艺参数的确定181
1033铸造工艺图的制定184
1034轴承座造型工艺方案实例184
习题186
第11章特种铸造189
111金属型铸造189
112压力铸造190
113低压铸造193
114熔模铸造194
115离心铸造195
116其他铸造方法196
习题199
第12章铸件结构设计201
121铸造工艺对铸件结构设计的要求201
122合金铸造性能对铸件结构设计的
要求203
123不同铸造方法对铸件结构的要求206
习题208
第13章铸造新工艺与发展210
131造型新方法210
132铸造新技术211
133铸造技术的发展趋势213
习题214
第14章锻压工艺基础215
141金属的塑性变形规律216
142金属的锻造性能218
143锻造比与锻造流线220
习题222
第15章常用锻造方法223
151自由锻223
1511锻造设备与生产特点223
1512自由锻工艺224
1513自由锻锻件的结构工艺性227
1514典型锻件的自由锻工艺实例228
152模锻229
1521锤上模锻229
1522其他设备模锻234
1523胎模锻237
1524典型模锻件的模锻工艺实例239
习题241
第16章板料冲压244
161冲压设备与冲模结构244
162冲压基本工序246
163板料冲压件的结构工艺性251
习题253
第17章现代塑性加工与发展趋势254
171现代塑性加工方法254
172塑性加工发展趋势262
习题263
第18章熔焊成形基础理论264
181熔焊冶金过程265
182焊接接头组织和性能266
183焊接应力与变形267
184焊接接头的缺陷270
习题275
第19章熔焊276
191电弧焊276
1911焊接电弧276
1912焊条电弧焊277
1913埋弧焊279
1914气体保护焊280
192气焊与气割282
1921气焊282
1922气割284
193其他熔焊方法285
习题288
第20章其他焊接方法290
201压焊290
202钎焊295
习题295
第21章常用金属材料的焊接297
211金属材料的焊接性297
212碳钢及低合金结构钢的焊接298
213不锈钢的焊接299
214铸铁的焊补300
215非铁金属的焊接300
习题302
第22章焊接结构设计303
221焊件材料的选择303
222焊接方法的选择303
223焊接接头的工艺设计304
2231焊缝的布置304
2232接头的设计306
习题307
第23章焊接过程自动化309
231计算机辅助焊接技术309
232焊接机器人310
2321点焊机器人310
2322电弧焊机器人312
2323焊接机器人工作方式314
233焊接柔性生产系统314
习题315
第24章毛坯的选择316
241毛坯的选择原则316
2411毛坯的种类及成形方法的
比较316
2412毛坯选择的三原则318
242零件的结构分析及毛坯选择319
243毛坯选择实例321
习题323
参考文献325