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绪论1

第一篇 工程材料7

第1章 零部件对材料性能的要求9

1.1零部件所受的各种负荷11

1.1.1力学负荷12

1.1.2热负荷13

1.1.3环境介质的作用13

1.2工程设计与加工处理所需要的材料性能14

1.2.1整机性能、零部件性能与材料性能的关系14

1.2.2工程材料的使用性能14

1.2.3工程材料的加工工艺性能28

1.3工程材料的类型及主要特征29

1.3.1工程材料的分类29

1.3.2各类材料的特征29

习题31

第2章 材料的内部结构、组织与性能32

2.1材料的内部结构34

2.1.1金属的结构34

2.1.2有机高分子材料的结构41

2.1.3陶瓷材料的结构43

2.2晶体材料的相图与组织形成45

2.2.1金属的凝固45

2.2.2二元合金结晶相图47

2.2.3铁-碳合金相图与铁碳合金53

2.3材料的组织与性能61

2.3.1金属材料的组织与性能62

2.3.2陶瓷和高分子材料的组织与性能62

习题63

第3章 改变材料性能的主要途径64

3.1金属的热处理66

3.1.1钢的热处理67

3.1.2铝合金的热处理89

3.1.3其他有色金属的热处理92

3.2金属的合金化改性93

3.2.1合金元素的存在形式93

3.2.2合金元素的作用94

3.3金属的形变强化95

3.3.1冷塑性变形对金属组织与性能的影响95

3.3.2冷塑性变形金属在加热时组织与性能的变化98

3.3.3金属的热变形99

3.4液态金属结晶时的细晶强化方法101

3.4.1金属的晶粒度与性能的关系101

3.4.2液态金属结晶时的细晶方法102

3.5有机高分子材料和陶瓷材料的改性简介102

3.5.1高分子材料的改性102

3.5.2陶瓷材料的增韧104

3.6材料的表面改性技术简介105

3.6.1高能束表面改性105

3.6.2电镀及化学镀106

3.6.3气相沉积技术107

3.6.4热喷涂技术107

3.6.5化学转化膜技术108

3.6.6表面形变强化108

习题109

第4章 常用金属材料110

4.1工业用钢分类、牌号及常存杂质113

4.1.1钢的分类113

4.1.2钢的牌号114

4.1.3钢中常存元素与杂质116

4.2结构钢117

4.2.1碳素结构钢117

4.2.2低合金高强度钢118

4.2.3优质碳素结构钢119

4.2.4合金结构钢120

4.2.5其他结构钢123

4.3工具钢及特种钢127

4.3.1工具钢127

4.3.2不锈钢135

4.3.3耐热钢138

4.3.4耐磨钢139

4.4铸铁140

4.4.1铸铁的主要类型140

4.4.2各类铸铁的特点141

4.4.3铸铁的热处理特点144

4.5有色金属（非铁金属）及其合金145

4.5.1铝及其合金145

4.5.2铜及其合金149

4.5.3其他有色金属材料简介152

习题158

第5章 非金属材料及新型工程材料160

5.1有机高分子材料161

5.1.1有机高分子材料的性能特征162

5.1.2常用工程塑料与应用163

5.1.3合成纤维170

5.1.4合成橡胶172

5.1.5粘接剂及涂料175

5.2工程陶瓷181

5.2.1陶瓷材料的性能特点181

5.2.2常用工程结构陶瓷181

5.2.3金属陶瓷184

5.3复合材料187

5.3.1复合材料的性能特点187

5.3.2复合材料的增强体和基体188

5.3.3常用复合材料与应用189

5.4新型工程材料简介192

5.4.1纳米材料192

5.4.2烧蚀防热材料193

5.4.3超硬材料195

5.4.4超塑性合金197

5.4.5海绵金属和“无声”合金198

5.4.6非晶态合金200

5.4.7隐身材料200

5.4.8形状记忆合金201

习题206

第6章 工程设计制造中的材料选择208

6.1零件失效与失效类型211

6.1.1失效概念211

6.1.2失效的形式与对策211

6.1.3失效的原因213

6.2零件设计中的材料选择213

6.2.1选材原则213

6.2.2零件选材时应注意的几个问题215

6.2.3典型零件结构的选材简介216

6.3金属类零件在制造加工过程中的热处理选择和安排223

6.3.1热处理在工艺路线中的位置223

6.3.2钢铁普通热处理方案的选择225

6.3.3钢铁表面热处理方案的选择226

6.3.4非铁合金热处理方案的选择227

6.3.5零件的热处理工艺性227

习题233

第二篇 材料成形技术基础235

第7章 金属材料的液态成形技术237

7.1金属液态凝固成形技术理论基础239

7.1.1金属液态凝固成形原理及工艺流程239

7.1.2合金的铸造性能241

7.2常用液态凝固成形技术（铸造工艺）方法249

7.2.1砂型铸造250

7.2.2特种铸造264

7.2.3常用铸造技术方法的比较276

7.3常用合金铸件生产278

7.3.1铸铁件的生产278

7.3.2铸钢件的生产284

7.3.3非铁合金铸件的生产286

7.3.4铸件的常见缺陷290

习题293

第8章 金属固态塑性成形技术295

8.1金属固态塑性成形技术理论基础297

8.1.1金属固态塑性成形原理及工艺过程297

8.1.2金属固态塑性变形理论基础300

8.2常用金属固态塑性成形技术306

8.2.1自由锻造306

8.2.2模型锻造314

8.2.3胎模锻造324

8.2.4板料成形技术方法325

8.3其他塑性成形技术简介339

8.3.1挤压成形339

8.3.2辊轧成形341

8.3.3超塑性成形343

8.3.4摆辗成形344

习题347

第9章 粉末压制和常用复合材料成形简介350

9.1粉末压制成形理论基础352

9.1.1金属粉末的制取及其特性352

9.1.2粉末压制成形原理及过程356

9.2粉末压制产品及应用360

9.3粉末压制零件或制品的结构技术特征364

9.4陶瓷制品成形过程简介366

9.4.1概述366

9.4.2现代陶瓷制品的成形过程及技术特征366

9.5常用复合材料成形过程简介367

9.5.1纤维制取方法367

9.5.2纤维复合材料成形方法368

习题372

第10章 固态材料的连接成形技术373

10.1焊接成形过程376

10.1.1焊接成形过程特征和理论基础376

10.1.2金属常用焊接成形技术391

10.2常用金属材料的焊接407

10.2.1金属材料的焊接性407

10.2.2几种常用金属材料的焊接408

10.3塑料的焊接412

10.4固态粘接成形过程414

10.4.1粘接剂414

10.4.2粘接成形技术416

10.4.3粘接品质检验及其特点与应用419

习题423

第11章 有机高分子材料的成型技术425

11.1塑料制品的成型技术429

11.1.1塑料的成型特性429

11.1.2塑料制品成型技术方法432

11.1.3塑料制品结构的技术特征446

11.2橡胶制品的成型技术451

11.2.1橡胶制品的成型性能452

11.2.2橡胶制品的成型技术方法453

习题461

第12章 材料成形技术方案拟定及产品检验463

12.1材料成形技术方案拟定的一般原则467

12.1.1零件所选材料与成形过程的关系（即适应性原则）467

12.1.2零件技术特征与成形技术的现实可能性与经济性（即技术经济原则）469

12.1.3材料成形技术的安全生产（即安全原则）471

12.2材料成形方案的技术经济分析472

12.3成形件的品质检验480

习题487

参考文献488