工程材料及成形技術

1材料的性能/1
1.1材料的使用性能1
1.1.1材料的力學性能1
1.1.2材料的物理和化學性能5
1.2材料的工藝性能6
思考題與習題7

2材料的結構/8
2.1晶體學基礎8
2.1.1晶體與非晶體8
2.1.2空間點陣9
2.1.3晶面指數(shù)與晶向指數(shù)13
2.2金屬材料的晶體結構17
2.2.1純金屬的晶體結構17
2.2.2合金的晶體結構23
2.2.3實際金屬的晶體結構29
2.3陶瓷材料的結構34
2.4高分子材料的結構37
2.5擴散39
2.5.1擴散定律39
2.5.2擴散的微觀機制40
2.5.3影響擴散的因素41
思考題與習題43

3金屬材料的凝固/44
3.1純金屬的結晶44
3.1.1純金屬的結晶現(xiàn)象44
3.1.2金屬結晶的熱力學條件45
3.1.3純金屬的結晶過程46
3.2合金的結晶52
3.2.1相平衡與相律52
3.2.2相圖的建立與杠桿定律54
3.2.3一元相圖57
3.2.4二元相圖58
3.3鐵碳合金相圖76
3.3.1鐵碳合金相圖中的組元、相、組織76
3.3.2鐵碳合金相圖分析78
3.3.3典型鐵碳合金的平衡結晶過程分析80
3.3.4鐵碳合金成分和組織與性能之間的關系89
3.4凝固組織及其控制91
3.4.1金屬和合金結晶后的晶粒大小91
3.4.2凝固組織及控制93
思考題與習題95

4金屬的塑性變形與回復再結晶/98
4.1純金屬的塑性變形98
4.1.1單晶體的塑性變形98
4.1.2多晶體的塑性變形101
4.2合金的塑性變形102
4.3金屬及合金的強化機制102
4.4塑性變形對金屬組織和性能的影響103
4.4.1塑性變形對金屬組織的影響103
4.4.2塑性變形對金屬性能的影響105
4.5回復與再結晶105
4.5.1回復與再結晶過程106
4.5.2再結晶退火后的晶粒度108
4.6金屬的熱加工109
4.6.1動態(tài)回復與動態(tài)再結晶109
4.6.2熱加工對金屬組織和性能的影響109
思考題與習題110

5鋼的熱處理/112
5.1熱處理概述112
5.1.1熱處理的發(fā)展階段112
5.1.2熱處理的作用和基本類型112
5.1.3鋼的臨界溫度113
5.2鋼在加熱時的轉變114
5.2.1奧氏體形成過程和影響形成速度的因素114
5.2.2奧氏體晶粒的長大及影響因素118
5.2.3細化奧氏體晶粒的措施121
5.3鋼在冷卻時的轉變122
5.3.1過冷奧氏體的等溫轉變曲線122
5.3.2鋼的過冷奧氏體轉變126
5.3.3過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉變138
5.4鋼的退火與正火140
5.4.1鋼的退火141
5.4.2鋼的正火144
5.4.3退火和正火的選用144
5.5鋼的淬火與回火145
5.5.1鋼的淬火145
5.5.2鋼的回火149
5.6鋼的表面熱處理151
5.6.1鋼的表面淬火151
5.6.2鋼的化學熱處理151
思考題與習題156

6常用工程材料/157
6.1工業(yè)用鋼157
6.1.1鋼的分類與編號157
6.1.2鋼中合金元素的作用159
6.1.3結構鋼161
6.1.4工具鋼172
6.1.5模具鋼174
6.1.6特殊性能鋼177
6.2鑄鐵184
6.2.1鑄鐵的分類184
6.2.2鑄鐵的石墨化185
6.2.3鑄鐵的特點186
6.2.4灰鑄鐵187
6.2.5可鍛鑄鐵189
6.2.6球墨鑄鐵191
6.2.7蠕墨鑄鐵193
6.2.8合金鑄鐵195
6.3有色金屬及其合金196
6.3.1鋁及鋁合金196
6.3.2銅及銅合金205
6.3.3鈦及鈦合金208
6.3.4軸承合金210
6.4陶瓷材料214
6.4.1陶瓷材料概況214
6.4.2常用工程陶瓷材料215
6.5常用高分子材料216
6.5.1工程塑料217
6.5.2合成橡膠220
思考題與習題222

7鑄造成形/224
7.1鑄造工藝基礎224
7.1.1液態(tài)合金的充型224
7.1.2鑄件的凝固與收縮225
7.1.3鑄件變形和裂紋228
7.2砂型鑄造230
7.2.1造型方法的選擇231
7.2.2澆注位置和分型面的選擇231
7.2.3主要工藝參數(shù)的選擇232
7.2.4鑄件結構設計234
7.3特種鑄造236
7.3.1熔模鑄造236
7.3.2金屬型鑄造238
7.3.3壓力鑄造239
7.3.4離心鑄造240
7.3.5常用鑄造方法的對比241
7.4鑄造機械與設備241
思考題與習題242

8鍛壓成形/244
8.1鍛造245
8.1.1自由鍛246
8.1.2模鍛249
8.2板料沖壓253
8.2.1板料沖壓基本工序及材料253
8.2.2沖壓設備256
8.3特種壓力加工方法256
8.3.1特種鍛造256
8.3.2擠壓成形259
8.3.3超塑性成形260
8.3.4高速高能成形261
思考題與習題261

9焊接成形/263
9.1概述263
9.1.1焊接過程的物理本質(zhì)263
9.1.2焊接方法的分類264
9.2常用焊接方法264
9.2.1電弧焊264
9.2.2電阻焊268
9.2.3釬焊271
9.2.4高能束焊273
9.3常用金屬材料的焊接275
9.3.1金屬焊接性275
9.3.2合金結構鋼的焊接276
9.3.3其它材料的焊接281
思考題與習題284

10非金屬材料的成形/285
10.1陶瓷材料成形技術285
10.1.1陶瓷材料成形基礎285
10.1.2陶瓷材料成形方法286
10.2高分子材料成形技術288
10.2.1塑料成形工藝288
10.2.2橡膠成形工藝291
10.3復合材料成形技術294
思考題與習題296

11零部件的失效及選材/297
11.1零部件的失效297
11.1.1失效的概念、形式和原因297
11.1.2失效分析300
11.2零部件的選材304
11.2.1零部件選材的基本原則304
11.2.2軸類零件的選材307
11.2.3齒輪類零件的選材309
11.2.4箱體支承類零件的選材312
思考題與習題313

參考文獻/314