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绪论1

0.1 材料及其成型工艺的发展1

0.2 工程材料的分类3

0.3 材料成型工艺分类4

0.4 本课程教学目的与要求4

第1章 材料的结构与性能6

1.1 金属材料的结构、组织与性能6

1.1.1 纯金属的晶体结构6

1.1.2 合金的晶体结构11

1.1.3 金属材料的组织13

1.1.4 金属材料的主要性能15

1.2 高分子材料的结构与性能21

1.2.1 高分子材料的结构21

1.2.2 高分子材料的性能23

1.3 陶瓷材料的结构与性能25

1.3.1 陶瓷材料的结构25

1.3.2 陶瓷材料的性能26

1.4 复合材料的结构与性能27

1.4.1 复合材料的结构27

1.4.2 复合材料的性能28

思考题29

第2章 金属材料的结晶与组织30

2.1 金属的结晶30

2.1.1 纯金属的结晶30

2.1.2 金属的晶体结构与同素异构转变32

2.1.3 铸锭的结构33

2.1.4 铸态金属晶粒的细化34

2.2 合金的结晶35

2.2.1 合金的结晶过程35

2.2.2 合金性能与相图的关系39

2.2.3 铁碳合金的结晶41

思考题50

第3章 钢的热处理51

3.1 钢在加热时的组织转变51

3.1.1 奥氏体的形成52

3.1.2 奥氏体晶粒度及其影响因素53

3.2 钢在冷却时的组织转变55

3.2.1 过冷奥氏体的等温转变55

3.2.2 过冷奥氏体的连续冷却转变59

3.3 钢的热处理工艺60

3.3.1 退火61

3.3.2 正火62

3.3.3 淬火64

3.3.4 回火68

3.3.5 表面淬火69

3.3.6 化学热处理71

3.3.7 其他热处理工艺74

思考题75

第4章 表面技术76

4.1 电刷镀76

4.1.1 电刷镀的原理与特点76

4.1.2 电刷镀工艺及应用77

4.2 热喷涂技术78

4.2.1 热喷涂技术的原理与特点78

4.2.2 热喷涂工艺及应用79

4.3 气相沉积技术81

4.3.1 物理气相沉积（PVD）81

4.3.2 化学气相沉积（CVD）84

4.4 激光表面改性86

4.5 化学镀88

4.5.1 化学镀镍原理与特点88

4.5.2 化学镀镍工艺及应用89

思考题90

第5章 金属材料及应用91

5.1 碳钢91

5.1.1 碳钢的成分与分类91

5.1.2 碳钢的牌号与用途92

5.2 合金钢96

5.2.1 合金钢的分类与编号96

5.2.2 合金结构钢及应用97

5.2.3 合金工具钢及应用109

5.2.4 特殊性能钢及应用118

5.3 铸钢与铸铁125

5.3.1 铸钢及应用125

5.3.2 铸铁及应用127

5.4 有色金属及合金140

5.4.1 铝、铝合金及应用140

5.4.2 铜、铜合金及应用146

5.4.3 镁、镁合金及应用152

5.4.4 钛、钛合金及应用155

5.4.5 滑动轴承合金及应用156

思考题159

第6章 高分子材料及应用161

6.1 概述161

6.1.1 高分子材料的分类161

6.1.2 塑料的组成与分类162

6.2 常用工程塑料及应用163

6.2.1 热塑性塑料163

6.2.2 热固性塑料166

思考题166

第7章 陶瓷材料及应用167

7.1 概述167

7.1.1 陶瓷材料及分类167

7.1.2 结构陶瓷材料及分类167

7.2 常用结构陶瓷材料及应用168

7.2.1 氧化物结构陶瓷材料168

7.2.2 非氧化物结构陶瓷材料169

思考题173

第8章 复合材料及应用174

8.1 概述174

8.1.1 复合材料的分类174

8.1.2 复合材料的特点175

8.2 非金属基复合材料175

8.2.1 聚合物基复合材料及应用175

8.2.2 陶瓷基复合材料及应用176

8.2.3 碳基复合材料及应用178

8.3 金属基复合材料178

8.3.1 金属陶瓷178

8.3.2 铝基复合材料179

8.3.3 镁基复合材料180

8.3.4 钛基复合材料180

思考题180

第9章 铸造成型181

9.1 合金铸造性能与铸造缺陷181

9.1.1 液态合金的充型182

9.1.2 液态合金的凝固与收缩183

9.1.3 铸造缺陷的形成与防止185

9.2 铸造方法及应用190

9.2.1 砂型铸造190

9.2.2 特种铸造193

9.2.3 常见铸造方法的比较及选择202

9.3 砂型铸造工艺设计203

9.3.1 浇注位置的确定203

9.3.2 分型面的选择204

9.4 铸造结构设计206

9.4.1 砂型铸造工艺对铸件结构的要求206

9.4.2 合金铸造性能对铸件结构的要求209

9.5 常用合金铸件的生产特点213

9.5.1 铸铁件的生产213

9.5.2 铸钢件的生产216

9.5.3 有色合金铸件的生产217

思考题218

第10章 塑性成型221

10.1 金属的塑性变形222

10.1.1 金属塑性变形机理222

10.1.2 塑性变形后金属的组织和性能224

10.1.3 金属的可锻性226

10.1.4 金属的变形规律228

10.2 锻造229

10.2.1 自由锻229

10.2.2 模型锻造233

10.2.3 胎模锻造239

10.3 板料冲压240

10.3.1 分离工序242

10.3.2 成型工序246

10.3.3 冲模分类与结构255

10.3.4 冲压件结构工艺性分析258

思考题260

第11章 焊接成型261

11.1 电弧焊262

11.1.1 电弧焊的工艺基础262

11.1.2 焊条电弧焊268

11.1.3 埋弧焊270

11.1.4 气体保护焊272

11.2 常用焊接方法273

11.2.1 熔焊中的其他焊接方法273

11.2.2 压焊279

11.2.3 钎焊284

11.3 常用金属材料的焊接285

11.3.1 金属材料的可焊性285

11.3.2 碳钢的焊接286

11.3.3 合金结构钢的焊接288

11.3.4 不锈钢的焊接288

11.3.5 有色金属的焊接289

11.3.6 铸铁的焊补291

11.4 焊接件结构设计292

11.4.1 焊接结构件材料的选择292

11.4.2 焊接方法的选择293

11.4.3 焊缝的布置295

11.4.4 焊接接头的设计297

思考题299

第12章 工程塑料成型300

12.1 工程塑料成型方法300

12.1.1 塑料注射成型300

12.1.2 塑料挤出成型301

12.1.3 塑料压缩成型302

12.1.4 其他成型方法303

12.2 工程塑料的结构工艺性305

12.2.1 塑料件几何形状的设计305

12.2.2 金属嵌件的设计308

思考题308

第13章 陶瓷材料成型309

13.1 粉体制备技术309

13.2 陶瓷制品的成型310

13.2.1 塑性成型310

13.2.2 注浆成型312

13.2.3 压制成型313

13.2.4 浆料原位固化成型314

13.3 陶瓷制品的烧结315

思考题316

第14章 复合材料成型317

14.1 复合材料成型工艺特点317

14.2 复合材料成型工艺317

14.2.1 金属基复合材料成型工艺317

14.2.2 聚合物基复合材料成型工艺320

14.2.3 陶瓷基复合材料成型工艺323

思考题325

第15章 机械零件材料与成型方法的选择326

15.1 机械零件的失效326

15.1.1 机械零件的服役条件326

15.1.2 机械零件的失效形式327

15.1.3 机械零件失效的原因328

15.2 机械零件材料与成型方法的选择原则328

15.2.1 机械零件材料的选择原则328

15.2.2 机械零件成型方法的选择原则330

15.3 典型机械零件材料与成型方法的选择333

15.3.1 齿轮类零件333

15.3.2 轴类零件335

15.3.3 机架箱体类零件337

15.3.4 工程塑料零件的选材与成型338

思考题339

参考文献340