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绪论1

0.1概述1

0.2工程材料的分类2

0.3材料工艺的分类3

0.4材料工艺学课程的目的、性质和学习要求3

第1章 材料学基础5

1.1材料的性能5

1.1.1材料的使用性能5

1.1.2材料的工艺性能13

1.2材料的结构14

1.2.1材料的结合方式14

1.2.2金属材料的结构17

1.2.3高分子材料的结构25

1.2.4陶瓷材料的结构27

1.3金属材料的结晶28

1.3.1纯金属的结晶28

1.3.2二元相图30

1.3.3铁碳相图38

思考题与习题48

第2章 热处理工艺49

2.1钢的热处理原理49

2.1.1钢在加热时的转变49

2.1.2钢在冷却时的转变53

2.2钢的常规热处理64

2.2.1钢的退火与正火64

2.2.2钢的淬火68

2.2.3钢的回火76

2.3钢的表面热处理79

2.3.1感应加热表面淬火80

2.3.2火焰加热表面淬火81

2.4钢的化学热处理81

2.4.1钢的渗碳82

2.4.2钢的渗氮84

2.4.3钢的碳氮共渗86

2.5钢的热处理新技术87

2.5.1可控气氛热处理和真空热处理87

2.5.2形变热处理89

2.5.3表面热处理新技术90

思考题与习题91

第3章 铸造工艺92

3.1铸造工艺基础92

3.1.1液态合金的充型92

3.1.2铸件的收缩94

3.2砂型铸造工艺96

3.2.1砂型铸造工艺过程96

3.2.2砂型铸造工艺分析97

3.3砂型铸造方法102

3.3.1手工造型102

3.3.2机器造型104

3.4特种铸造105

3.4.1熔模铸造105

3.4.2金属型铸造106

3.4.3压力铸造107

3.4.4低压铸造108

3.4.5离心铸造108

3.4.6铸造方法的选择108

3.5铸件结构工艺性109

3.5.1从简化铸造工艺过程分析109

3.5.2从避免产生铸造缺陷分析111

3.5.3铸件结构要便于后续加工112

3.5.4组合铸件的应用113

3.6常用合金铸件的制造113

3.6.1铸铁件的制造113

3.6.2铸钢件的制造119

3.6.3有色金属或合金铸件的制造121

3.7铸造技术的发展122

思考题与习题123

第4章 锻压工艺124

4.1锻造工艺基本原理125

4.1.1金属的塑性变形理论125

4.1.2金属的锻造性能128

4.2锻造130

4.2.1自由锻130

4.2.2模锻132

4.3板料冲压134

4.3.1板料冲压基本工序134

4.3.2冲压模具136

4.4挤压、轧制、拉拔138

4.4.1挤压138

4.4.2轧制139

4.4.3拉拔140

4.5特种塑性加工方法141

4.5.1超塑性成型141

4.5.2高能率成型143

4.5.3液态模锻145

4.5.4粉末锻造145

4.6塑性加工零件的结构工艺性146

4.6.1自由锻件结构工艺性146

4.6.2冲压件结构工艺性147

4.7塑性加工技术新进展149

思考题与习题150

第5章 焊接工艺151

5.1焊接基础知识151

5.2常用焊接工艺方法156

5.2.1手工电弧焊156

5.2.2其他焊接方法161

5.3焊接件结构工艺性167

5.4常用金属材料的焊接168

5.4.1金属材料的焊接性168

5.4.2结构钢的焊接169

5.4.3铸铁件的焊接170

5.4.4有色金属及其合金的焊接170

5.5焊接质量检测171

5.5.1焊接缺陷171

5.5.2常用检验方法172

5.6焊接技术新进展174

思考题与习题176

第6章 金属切削加工工艺178

6.1金属切削理论基础178

6.1.1金属切削变形过程178

6.1.2切削力182

6.1.3切削热与切削温度184

6.1.4工件材料的切削加工性186

6.2金属切削加工187

6.2.1车削加工187

6.2.2铣削加工195

6.2.3刨削加工199

6.2.4拉削加工200

6.2.5镗削加工201

6.3特种加工201

6.3.1电火花加工201

6.3.2电解加工210

6.3.3超声波加工214

6.3.4高能束加工217

思考题与习题221

第7章 金属材料222

7.1工业用钢222

7.1.1钢的分类与牌号222

7.1.2钢中的杂质及合金元素224

7.1.3结构钢227

7.1.4工具钢235

7.1.5特殊性能钢242

7.2铸铁248

7.2.1概述248

7.2.2常用铸铁251

7.2.3合金铸铁259

7.3有色金属及其合金261

7.3.1铝及其合金261

7.3.2 铜及其合金263

7.3.3镁及镁合金264

7.3.4钛及钛合金265

7.3.5轴承合金265

思考题与习题268

第8章 高分子材料工艺269

8.1概述269

8.2高分子材料的结构270

8.2.1高聚物的结构270

8.2.2 高聚物的聚集态结构271

8.3 高分子化合物的力学状态271

8.4 工程塑料及工艺273

8.4.1工程塑料的组成273

8.4.2 工程塑料的分类273

8.4.3常用工程塑料274

8.4.4工程塑料的加工工艺278

8.5工业橡胶及工艺280

8.5.1工业橡胶制品的组成和工业橡胶的分类280

8.5.2常用合成橡胶280

8.5.3工业橡胶件的加工工艺283

8.6合成纤维及工艺286

8.6.1常用合成纤维286

8.6.2合成纤维的加工工艺287

思考题与习题288

第9章 陶瓷材料工艺289

9.1陶瓷材料的组成289

9.2 陶瓷材料的分类290

9.3陶瓷材料的结构291

9.3.1离子型品体陶瓷291

9.3.2共价型品体陶瓷291

9.4陶瓷材料及工艺292

9.4.1常用陶瓷材料292

9.4.2陶瓷材料的加工工艺298

思考题与习题300

第10章 复合材料工艺301

10.1复合材料的分类301

10.2复合材料的增强机制和复合原则302

10.2.1复合材料的增强机制302

10.2.2复合材料的复合原则303

10.3 金属基复合材料304

10.3.1金属陶瓷304

10.3.2 纤维增强金属基复合材料305

10.3.3颗粒和品须增强金属基复合材料307

10.4非金属基复合材料308

10.4.1聚合物基复合材料308

10.4.2陶瓷基复合材料312

10.4.3碳/碳复合材料316

10.5复合材料的加工工艺316

10.5.1金属基复合材料加工工艺317

10.5.2树脂基复合材料加工工艺319

10.5.3陶瓷基复合材料加工工艺321

思考题与习题322

第11章 新型工程材料324

11.1形状记忆合金324

11.1.1形状记忆效应324

11.1.2形状记忆效应的机理324

11.1.3形状记忆合金的应用325

11.2非品态合金326

11.2.1非晶态合金的制备326

11.2.2 非品态合金的特性327

11.2.3非晶态合金的应用327

11.3超塑性合金328

11.3.1超塑性现象328

11.3.2常见的超塑性合金329

11.3.3超塑性合金的应用330

11.4纳米材料331

11.4.1纳米材料的特性331

11.4.2纳米材料的分类332

11.4.3纳米材料的制备332

11.4.4纳米新材料332

11.4.5纳米复合材料333

11.4.6功能纳米复合材料333

11.4.7纳米材料的应用333

11.5新能源材料335

第12章 机械零件的失效与材料及加工工艺的选用337

12.1机械零件的失效337

12.1.1失效概念337

12.1.2失效形式337

12.1.3失效原因339

12.1.4失效分析340

12.2机械零件材料及加工工艺的选用343

12.2.1机械零件材料及加工工艺选用的基本原则343

12.2.2典型零件的材料及加工工艺选择347

思考题与习题353

参考文献354