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绪论1

第一部分 机械工程材料2

第1章 金属材料的力学性能2

1.1 强度和塑性2

1.1.1 强度2

1.1.2 塑性4

1.2 硬度5

1.2.1 布氏硬度5

1.2.2 洛氏硬度6

1.2.3 维氏硬度试验法7

1.3 冲击韧性7

1.4 疲劳强度9

1.5 习题10

第2章 金属的晶体结构与结晶11

2.1 金属的晶体结构11

2.1.1 晶体与非晶体11

2.1.2 常见金属的晶格类型12

2.1.3 金属的实际晶体结构13

2.2 纯金属的结晶15

2.2.1 冷却曲线和过冷现象15

2.2.2 金属的结晶过程16

2.2.3 晶粒大小对金属力学性能的影响17

2.2.4 细化晶粒的方法17

2.3 合金的相结构18

2.3.1 合金的基本概念18

2.3.2 合金的相结构19

2.4 二元合金相图21

2.4.1 二元合金相图的建立21

2.4.2 二元合金相图的基本类型22

2.5 习题27

第3章 铁碳合金相图与非合金钢28

3.1 铁碳合金的基本组织28

3.1.1 纯铁的同素异晶转变28

3.1.2 铁碳合金基本组织28

3.2 铁碳合金相图29

3.2.1 相图分析29

3.2.2 典型铁碳合金的结晶过程及其组织30

3.2.3 含碳量与铁碳合金组织和性能的关系34

3.2.4 铁碳合金相图的应用35

3.3 非合金钢35

3.3.1 常存杂质对钢性能的影响36

3.3.2 非合金钢的分类36

3.3.3 非合金钢的牌号、性能及应用37

3.4 习题41

第4章 钢的热处理43

4.1 钢在加热时的组织转变43

4.1.1 奥氏体的形成44

4.1.2 奥氏体晶粒的长大及其控制44

4.2 钢在冷却时的组织转变46

4.2.1 过冷奥氏体等温组织转变46

4.2.2 过冷奥氏体连续冷却时组织转变50

4.3 钢的退火与正火53

43.1 钢的退火53

4.3.2 钢的正火54

4.4 钢的淬火55

4.4.1 淬火加热温度55

4.4.2 淬火冷却介质56

4.4.3 淬火方法及应用58

4.4.4 钢的淬透性58

4.5 钢的回火60

4.5.1 回火目的60

4.5.2 淬火钢回火时的组织与性能变化60

4.5.3 回火种类与应用61

4.5.4 回火脆性61

4.6 钢的表面热处理61

4.6.1 表面淬火62

4.6.2 钢的化学热处理63

4.7 热处理新技术简介65

4.7.1 真空热处理65

4.7.2 激光热处理65

4.7.3 电子束表面淬火65

4.7.4 可控制成分热处理65

4.7.5 形变热处理65

4.8 热处理工艺的应用65

4.8.1 热处理技术条件65

4.8.2 热处理的工序位置安排66

4.8.3 热处理零件的结构工艺性67

4.9 习题69

第5章 合金钢71

5.1 合金元素在钢中的作用71

5.1.1 合金元素对钢基本相的影响71

5.1.2 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响72

5.1.3 合金元素对钢热处理的影响72

5.2 低合金钢73

5.2.1 低合金钢的分类73

5.2.2 常用低合金钢74

5.3 机械结构用合金钢76

5.3.1 合金渗碳钢76

5.3.2 合金调质钢77

5.3.3 合金弹簧钢79

5.3.4 滚动轴承钢81

5.3.5 超高强度钢82

5.4 合金工具钢和高速工具钢82

5.4.1 合金工具钢82

5.4.2 高速工具钢85

5.5 特殊性能钢86

5.5.1 不锈耐蚀钢87

5.5.2 耐热钢87

5.5.3 高锰耐磨钢89

5.6 习题89

第6章 铸铁91

6.1 铸铁的石墨化及其影响因素91

6.1.1 铸铁的石墨化91

6.1.2 影响石墨化的因素93

6.2 灰铸铁94

6.2.1 灰铸铁的成分、组织和性能94

6.2.2 灰铸铁的牌号及用途95

6.2.3 灰铸铁的孕育处理96

6.2.4 灰铸铁的热处理96

6.3 球墨铸铁96

6.3.1 球墨铸铁的成分、组织和性能97

6.3.2 球墨铸铁的牌号和用途97

6.3.3 球墨铸铁的热处理98

6.4 可锻铸铁99

6.4.1 可锻铸铁的生产过程99

6.4.2 可锻铸铁的成分、组织和性能99

6.4.3 可锻铸铁的牌号及用途100

6.5 其他铸铁100

6.5.1 蠕墨铸铁100

6.5.2 特殊性能铸铁101

6.6 习题102

第7章 有色金属及粉末冶金材料104

7.1 铝及铝合金104

7.1.1 工业纯铝104

7.1.2 铝合金的分类104

7.1.3 铝合金的热处理105

7.1.4 变形铝合金106

7.1.5 铸造铝合金107

7.2 铜及铜合金109

7.2.1 工业纯铜109

7.2.2 黄铜109

7.2.3 青铜111

7.3 滑动轴承合金113

7.3.1 对轴承合金性能的要求113

7.3.2 轴承合金的组织特征113

7.3.3 常用的轴承合金114

7.4 粉末冶金材料116

7.4.1 粉末冶金工艺简介116

7.4.2 常用粉末冶金材料116

7.5 习题119

第8章 非金属材料及复合材料120

8.1 高分子化合物的基本知识120

8.1.1 基本概念120

8.1.2 高分子材料的分类和命名120

8.2 高分子材料121

8.2.1 工程塑料121

8.2.2 橡胶122

8.3 陶瓷材料124

8.3.1 工业陶瓷的性能124

8.3.2 常用工业陶瓷125

8.4 复合材料125

8.4.1 复合材料的分类126

8.4.2 复合材料的性能126

8.4.3 复合材料及应用127

8.5 习题128

第二部分 加工工艺基础129

第9章 铸造129

9.1 合金的铸造性能129

9.1.1 合金的铸造性能129

9.1.2 常用铸造合金的性能130

9.2 砂型铸造工艺131

9.2.1 浇注位置的选择131

9.2.2 分型面的确定133

9.2.3 工艺参数的选择135

9.2.4 浇注系统138

9.3 铸件的结构工艺性138

9.3.1 铸造工艺对铸件结构的要求138

9.3.2 合金铸造性能对铸件结构的要求141

9.4 特种铸造简介143

9.4.1 金属型铸造143

9.4.2 压力铸造144

9.4.3 离心铸造144

9.4.4 熔模铸造145

9.5 各种铸造方法的比较146

9.6 习题147

第10章 锻压生产149

10.1 金属压力加工基本原理149

10.1.1 金属的塑性变形149

10.1.2 冷变形强化（加工硬化）151

10.1.3 恢复与再结晶151

10.1.4 热变形对金属组织和性能的影响152

10.1.5 金属的可锻性154

10.2 自由锻155

10.2.1 自由锻的基本工序155

10.2.2 自由锻工艺规程的制定159

10.2.3 自由锻锻件的结构工艺性165

10.3 模锻166

10.3.1 锤上模锻166

10.3.2 胎膜锻172

10.4 板料冲压174

10.4.1 板料冲压的特点和应用174

10.4.2 板料冲压的基本工序174

10.4.3 冲模177

10.4.4 板料冲压件的结构工艺性179

10.5 其他锻压方法180

10.5.1 挤压180

10.5.2 轧制182

10.5.3 拉拔183

10.5.4 精密模锻183

10.6 锻压新工艺简介184

10.6.1 高能高速成形184

10.6.2 液态成形186

10.7 习题186

第11章 焊接189

11.1 概述189

11.2 熔焊冶金原理190

11.2.1 熔焊冶金过程190

11.2.2 焊接接头的组织和性能191

11.3 常用焊接方法193

11.3.1 焊条电弧焊193

11.3.2 埋弧自动焊196

11.3.3 气体保护电弧焊198

11.3.4 电渣焊199

11.3.5 电阻焊200

11.3.6 钎焊201

11.4 焊接应力与变形201

11.5 常用金属材料的焊接204

11.5.1 金属材料的焊接性204

11.5.2 非合金钢与低合金高强度结构钢的焊接205

11.5.3 不锈、耐蚀钢的焊接206

11.5.4 铸铁的补焊206

11.5.5 非铁金属及合金的焊接206

11.6 焊接结构设计207

11.6.1 焊接结构材料的选择207

11.6.2 焊缝的布置208

11.6.3 焊接接头设计211

11.7 焊接新技术简介213

11.7.1 等离子弧焊213

11.7.2 电子束焊214

11.7.3 激光焊215

11.7.4 摩擦焊216

11.8 习题216

第12章 金属切削加工的基本知识218

12.1 切削运动与切削要素218

12.1.1 零件表面的形成218

12.1.2 切削运动219

12.1.3 切削要素219

12.2 金属切削刀具221

12.2.1 刀具的材料221

12.2.2 刀具角度223

12.3 金属切削过程及其物理现象225

12.3.1 切屑的形成及种类225

12.3.2 积屑瘤227

12.3.3 切削力与切削功率228

12.3.4 切削热和切削温度231

12.3.5 切削液231

12.3.6 刀具的磨损与刀具耐用度232

12.4 生产率和切削加工性的概念235

12.4.1 生产率235

12.4.2 材料的切削加工性能235

12.5 金属切削机床236

12.5.1 机床的分类236

12.5.2 机床型号的编制方法237

12.6 习题238

第13章 车削加工240

13.1 车削加工概述240

13.2 卧式车床241

13.2.1 卧式车床的组成241

13.2.2 卧式车床运动分析242

13.3 工件在车床上的装夹245

13.3.1 卡盘246

13.3.2 顶尖247

13.3.3 心轴247

13.3.4 中心架和跟刀架247

13.4 车刀的结构形式249

13.5 车削加工250

13.5.1 车外圆250

13.5.2 车端面250

13.5.3 车床上孔的加工251

13.5.4 车断252

13.5.5 车圆锥面252

13.5.6 车成形面253

13.6 其他车床254

13.6.1 转塔、回轮车床254

13.6.2 立式车床255

13.6 习题256

第14章 钻削与镗削加工257

14.1 钻削加工257

14.1.1 钻床257

14.1.2 钻孔258

14.1.3 扩孔259

14.1.4 铰孔260

14.2 镗削加工261

14.2.1 镗床261

14.2.2 镗孔263

14.3 习题263

第15章 刨削、插削和拉削加工265

15.1 刨削与插削加工265

15.1.1 刨削加工265

15.1.2 插削加工268

15.2 拉削加工268

15.2.1 拉床269

15.2.2 拉削加工269

15.3 习题271

第16章 铣削加工273

16.1 铣床273

16.1.1 铣床的主要工作和运动273

16.1.2 铣床的种类274

16.1.3 铣床附件277

16.2 铣削加工279

16.2.1 铣刀279

16.2.2 铣削过程282

16.2.3 铣削方式284

16.2.4 铣床典型工作287

16.2.5 铣削加工特点290

16.3 习题290

第17章 磨削加工292

17.1 磨床砂轮292

17.1.1 磨床292

17.1.2 砂轮293

17.2 磨削加工296

17.2.1 外圆磨削297

17.2.2 内圆磨削298

17.2.3 平面磨削298

17.3 光整加工简介299

17.3.1 研磨299

17.3.2 珩磨300

17.3.3 超精加工301

17.3.4 抛光302

17.4 习题302

第18章 齿形加工与螺纹加工303

18.1 圆柱齿轮精度简介303

18.1.1 齿轮传动的精度要求303

18.1.2 齿轮的精度等级304

18.1.3 齿轮坯精度304

18.1.4 齿侧间隙305

18.1.5 齿轮精度的标注305

18.2 圆柱齿轮齿形的成形法加工306

18.2.1 铣齿306

18.2.2 齿形铣刀307

18.2.3 铣齿的工艺特点及应用307

18.2.4 拉齿308

18.3 圆柱齿轮齿形的展成法加工308

18.3.1 插齿308

18.3.2 滚齿311

18.4 螺纹加工314

18.4.1 车螺纹314

18.4.2 铣螺纹316

18.4.3 攻螺纹与套螺纹317

18.4.4 磨螺纹318

18.4.5 滚轧螺纹319

18.5 习题320

第19章 机械加工工艺过程基础知识322

19.1 基本概念322

19.1.1 生产过程和工艺过程322

19.1.2 生产纲领与生产类型323

19.2 机械加工工艺规程的制定324

19.2.1 机械加工工艺规程324

19.3 零件结构工艺性327

19.4 工件的定位、装夹与基准329

19.4.1 工件的定位329

19.4.2 工件的装夹331

19.4.3 基准332

19.5 表面加工方法的选择333

19.5.1 常见表面的加工方法333

19.5.2 典型表面的加工路线335

19.6 习题338

第20章 特种加工简介339

20.1 电火花加工339

20.1.1 电火花加工原理339

20.1.2 电火花加工特点和应用340

20.1.3 电火花线切割340

20.2 电解加工341

20.2.1 电解加工原理341

20.2.2 电解加工特点和应用341

20.2.3 电解磨削341

20.3 超声波加工342

20.3.1 超声波加工原理342

20.3.2 超深波加工特点与应用342

20.4 激光加工343

20.4.1 激光加工的基本原理343

20.4.2 激光加工的特点及应用343

20.5 习题344

参考文献345