工程材料與成形工藝基礎（第2版）

第2 版前言

第1 版前言

第1 章　工程材料 1

1. 1　工程材料的種類與主要性能 1

1. 2　金屬材料的結構與結晶 7

1. 3　鐵碳合金 13

1. 4　金屬熱處理 19

1. 5　常用金屬材料 30

1. 6　非金屬材料和復合材料 37

復習思考題 47

第2 章　金屬的液態(tài)成形 50

2. 1　金屬液態(tài)成形工藝原理 50

2. 2　常用液態(tài)成形合金 59

2. 3　砂型鑄造成形工藝 69

2. 4　特種鑄造 79

2. 5　鑄件結構設計 87

2. 6　金屬液態(tài)成形中的數(shù)值模擬 93

復習思考題 93

第3 章　金屬的塑性成形 97

3. 1　金屬塑性成形工藝原理 98

3. 2　金屬塑性成形工藝方法 105

3. 3　鍛件與沖壓件的結構設計 123

3. 4　其他塑性成形工藝方法 126

3. 5　數(shù)值模擬技術在塑性成形中的應用 129

復習思考題 131

第4 章　材料的連接成形 133

4. 1　金屬焊接成形工藝原理 133

4. 2　常用焊接成形方法 142

4. 3　常用金屬材料的焊接 152

4. 4　焊接成形件的工藝設計 156

4. 5　焊接成形中的數(shù)值模擬技術 165

4. 6　其他連接成形方法簡介 165

Ⅵ　工程材料與成形工藝基礎　第2 版

復習思考題 167

第5 章　非金屬材料和復合材料的成型 169

5. 1　高分子材料的成型 169

5. 2　陶瓷件的成型 172

5. 3　復合材料的成型 176

復習思考題 181

第6 章　現(xiàn)代成形技術及發(fā)展趨勢 182

6. 1　快速成形技術的類型及應用 182

6. 2　粉末冶金成形技術 185

6. 3　半固態(tài)成形技術 189

6. 4　精密成形和超塑性成形技術 194

6. 5　高能率成形 196

6. 6　連接成形新技術 198

6. 7　現(xiàn)代成形技術發(fā)展趨勢 203

復習思考題 203

第7 章　切削加工的基礎知識 205

7. 1　切削加工的分類 205

7. 2　切削運動與切削要素 205

7. 3　切削加工刀具 208

7. 4　切削加工過程 212

7. 5　材料的切削加工性 218

7. 6　金屬切削條件的合理選擇 219

復習思考題 222

第8 章　零件表面的加工方法 223

8. 1　切削加工方法 223

8. 2　零件表面加工方法的選擇 244

復習思考題 253

第9 章　機械零件的結構工藝性 254

9. 1　零件結構設計的基本原則 254

9. 2　切削加工對零件結構工藝性的要求 254

復習思考題 259

第10 章　機械加工工藝過程 260

10. 1　機械加工工藝過程的基本概念 260

10. 2　工件的安裝與夾具的基本知識 262

10. 3　機械加工工藝規(guī)程的制訂 266

目錄Ⅶ

10. 4　典型零件工藝過程分析 274

復習思考題 279

第11 章　先進制造技術 281

11. 1　數(shù)控加工技術 281

11. 2　高速切削加工技術 283

11. 3　超精密加工 284

11. 4　納米加工技術 286

11. 5　柔性制造系統(tǒng) 288

11. 6　虛擬制造技術 290

11. 7　計算機輔助設計和計算機輔助制造技術 291

復習思考題 293

參考文獻 294

本書為適應21世紀培養(yǎng)高級工程技術人才的需要，按照“寬口徑、厚基礎、重實踐、廣適應”的培養(yǎng)模式，遵循教育部工程材料與機械制造基礎系列課程指導組對教學內(nèi)容的基本要求，總結多年來教學探索和實踐經(jīng)驗，在第壹版的基礎上修訂而成，在內(nèi)容和結構上做了較大的更新。本書內(nèi)容包括工程材料、材料成形與機械加工工藝。工程材料部分除介紹金屬材料的組織結構、性能、相圖和熱處理工藝外，還增加了金屬材料的改性處理和強化處理方法，并介紹了非金屬材料和復合材料；材料成形工藝部分介紹了金屬的液態(tài)成形、塑性成形和材料的連接成形方法，還增加了非金屬材料和復合材料的成形方法、現(xiàn)代成形技術等內(nèi)容；機械加工工藝部分介紹了切削加工工藝的基礎知識、切削加工方法的選擇、機械加工零件的結構工藝性與現(xiàn)代先進機械加工新技術等內(nèi)容。本書可作為高等工科院校本科機械類及近機類專業(yè)的教材，也可作為高等職業(yè)技術學校、高等?？茖W校相關專業(yè)的教材，亦可供從事相關工程技術領域工作的技術人員參考。

與徐曉峰主編的《工程材料與成形工藝基礎》第2版相配套，內(nèi)容包括工程材料、液態(tài)成型、塑性成形、焊接成型、現(xiàn)代成型技術、切削加工基礎知識、機械加工方法與機床、機械加工工藝規(guī)程的制定，新工藝、新方法。有填空、簡答、應用題、判斷題、選擇題，通過習題更進一步提升學生對相關內(nèi)容的理解。

本書與徐曉峰主編的《工程材料與成形工藝基礎》第2版相配套，內(nèi)容包括工程材料、液態(tài)成型、塑性成形、焊接成型、現(xiàn)代成型技術、切削加工基礎知識、機械加工方法與機床、機械加工工藝規(guī)程的制定，新工藝、新方法。有填空、簡答、應用題、判斷題、選擇題，通過習題更進一步提升學生對相關內(nèi)容的理解。

第1章 工程材料與機械制造過程

1.1 材料及其成形工藝的簡要發(fā)展過程

1.2 工程材料的分類及發(fā)展趨勢

1.3 機械制造過程及材料成形技術發(fā)展趨勢

1.3.1 機械制造工藝流程

1.3.2 材料成形工藝的技術進展

1.4 課程總體目標和任務

思考題與習題

第2章 工程材料的性能

2.1 材料的力學性能

2.1.1 強度和塑性

2.1.2 硬度

2.1.3 沖擊韌度

2.1.4 疲勞極限

2.2 材料的物理性能

2.3 材料的化學性能

2.3.1 金屬腐蝕的基本過程

2.3.2 防止金屬腐蝕的途徑

2.4 材料的工藝性能

2.5 材料的經(jīng)濟性能

思考題與習題

第3章 材料的結構與凝固

3.1 材料的結合方式

3.1.1 結合鍵

3.1.2 晶體與非晶體

3.2 金屬材料的結構特點

3.2.1 晶體結構的基本概念

3.2.2 三種典型的金屬晶體結構

3.2.3 實際金屬的晶體結構

3.2.4 合金的晶體結構

3.3 非金屬材料的結構特點

3.3.1 陶瓷材料的結構特點

3.3.2 高分子材料的結構特點

3.4 材料的凝固與結晶

3.4.1 金屬的結晶特點

3.4.2 非晶態(tài)凝固的特點

3.5 鐵碳合金相圖

3.5.1 鐵碳合金的基本組元與基本相

3.5.2 Fe-Fe3C相圖分析

3.5.3 典型合金的結晶過程及組織

3.5.4 含碳量與鐵碳合金組織及性能的關系

3.5.5 鐵碳合金相圖的應用

思考題與習題

第4章 材料的強化與處理

4.1 金屬材料的熱處理

4.1.1 鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變

4.1.2 鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變

4.1.3 鋼的普通熱處理

4.1.4 鋼的表面熱處理

4.1.5 熱處理新技術簡介

4.1.6 熱處理工藝的應用

4.2 聚合物材料的改性強化

4.3 工程材料的表面處理方法

4.3.1 氣相沉積

4.3.2 化學轉(zhuǎn)化膜技術

4.3.3 電鍍和化學鍍

4.3.4 涂料和涂裝工藝

思考題與習題

第5章 金屬材料

5.1 概述

5.1.1 金屬材料的分類

5.1.2 合金元素在鋼中的作用

5.2 非合金鋼

5.2.1 碳素結構鋼

5.2.2 優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼

5.2.3 碳素工具鋼

5.2.4 易切削結構鋼

5.2.5 碳素鑄鋼

5.3 合金鋼

5.3.1 低合金鋼

5.3.2 機械結構用合金鋼

5.3.3 合金工具鋼和高速工具鋼

5.3.4 特殊性能鋼

5.4 鑄鐵

5.4.1 鑄鐵的石墨化

5.4.2 常用鑄鐵

5.4.3 特殊性能鑄鐵

5.5 非鐵金屬材料

5.5.1 鋁及其合金

5.5.2 銅及其合金

5.5.3 滑動軸承合金

5.5.4 粉末冶金材料

思考題與習題

第6章 非金屬材料與新型材料

6.1 高分子材料

6.1.1 高聚物的人工合成

6.1.2 有機高分子材料的組成及性能特點

6.1.3 工程塑料

6.1.4 合成橡膠

6.1.5 膠粘劑

6.2 陶瓷材料

6.2.1 陶瓷的分類

6.2.2 陶瓷材料的性能特點

6.2.3 常用工程結構陶瓷的種類、性能和用途

6.3 復合材料

6.3.1 復合材料的種類

6.3.2 復合材料的性能特點

6.3.3 復合材料的應用

6.4 其它新型材料

6.4.1 高溫材料

6.4.2 形狀記憶材料

6.4.3 非晶態(tài)材料

6.4.4 超導材料

6.4.5 納米材料

思考題與習題

第7章 鑄造成形工藝

7.1 鑄造工藝基礎

7.1.1 概述

7.1.2 合金的鑄造性能

7.2 砂型鑄造

7.2.1 型砂與芯砂

7.2.2 手工砂型造型

7.2.3 機器造型

7.2.4 型芯制造

7.2.5 合型

7.2.6 澆注

7.2.7 落砂和清理

7.3 鑄造工藝

7.3.1 澆注位置與分型面的選擇

7.3.2 工藝參數(shù)的選擇

7.3.3 澆注系統(tǒng)

7.3.4 冒口

7.3.5 鑄造工藝圖

7.4 鑄件的結構工藝性

7.4.1 鑄件質(zhì)量對鑄件結構的要求

7.4.2 鑄造工藝對零件結構的要求

7.4.3 不同鑄造合金對鑄件結構的要求

7.5 鑄件質(zhì)量與成本分析

7.5.1 鑄件的主要缺陷及其產(chǎn)生原因

7.5.2 鑄件成本分析

7.6 特種鑄造與鑄造新技術簡介

7.6.1 熔模鑄造

7.6.2 金屬型鑄造

7.6.3 壓力鑄造

7.6.4 低壓鑄造

7.6.5 離心鑄造

7.6.6 鑄造過程計算機數(shù)值模擬技術

7.6.7 快速成形技術

7.6.8 鑄造清潔生產(chǎn)

思考題與習題

第8章 鍛壓成形工藝

8.1 鍛壓工藝基礎

8.1.1 鍛壓的基本生產(chǎn)方式

8.1.2 金屬的鍛造性能

8.1.3 坯料的加熱和鍛件的冷卻

8.2 自由鍛

8.2.1 自由鍛設備

8.2.2 自由鍛的基本工序

8.2.3 自由鍛工藝規(guī)程的制訂

8.2.4 自由鍛鍛件結構工藝性

8.3 模鍛

8.3.1 錘上模鍛

8.3.2 胎模鍛

8.3.3 壓力機上的模鍛

8.4 板料沖壓

8.4.1 沖壓設備

8.4.2 沖壓模具

8.4.3 板料沖壓的基本工序

8.5 鍛壓件質(zhì)量與成本分析

8.5.1 鍛件質(zhì)量分析

8.5.2 鍛件成本分析

8.6 鍛壓新技術簡介

8.6.1 葛速高能成形

8.6.2 液態(tài)成形

8.6.3 超塑性成形

思考題與習題

第9章 焊接及膠接成形工藝

9.1 焊接工藝基礎

9.1.1 概述

9.1.2 焊接接頭的組織和性能

9.2 常用焊接方法

9.2.1 焊條電弧焊

9.2.2 氣焊與氣割

9.2.3 埋弧自動焊

9.2.4 氣體保護焊

9.2.5 電渣焊

9.2.6 電阻焊

9.2.7 釬焊

9.3 常用金屬材料的焊接

9.3.1 金屬焊接性

9.3.2 鋼鐵材料的焊接

9.3.3 非鐵金屬材料的焊接

9.4 焊接結構工藝性

9.4.1 焊接結構材料的選擇

9.4.2 焊縫布置

9.5 焊接質(zhì)量與成本分析

9.5.1 焊接質(zhì)量分析

9.5.2 焊接質(zhì)量檢驗過程

9.5.3 焊接生產(chǎn)成本分析

9.6 膠接成形

9.6.1 膠接的特點與應用

9.6.2 膠接工藝

9.7 焊接與膠接新技術簡介

9.7.1 等離子弧焊接和切割

9.7.2 真空電子束焊接

9.7.3 激光焊接與切割

9.7.4 焊接自動化技術

9.7.5 膠接新技術

思考題與習題

第10章 鉗工成形工藝

10.1 劃線

10.1.1 劃線工具

10.1.2 劃線基準

10.1.3 劃線操作注意事項

10.2 鋸切

10.2.1 鋸條

10.2.2 鋸切方法

10.3 銼削

10.3.1 銼刀

10.3.2 銼削方法

10.3.3 銼削操作注意事項

10.4 鉆孔

10.4.1 鉆床

10.4.2 鉆頭

10.4.3 鉆孔方法

10.4.4 鉆孔操作注意事項

10.5 攻螺紋與套螺紋

10.5.1 攻螺紋

10.5.2 套螺紋

10.6 刮削

10.6.1 刮刀及其用法

10.6.2 刮削質(zhì)量檢驗

10.6.3 平面刮削

10.7 裝配工藝

10.7.1 典型零件的裝配

10.7.2 拆裝工藝方法

思考題與習題

第11章 機械加工成形工藝

11.1 切削加工基本知識

11.1.1 切削加工運動

11.1.2 金屬切削刀具

11.1.3 切削液

11.1.4 工件材料的切削加工性

11.1.5 零件的加工質(zhì)量

11.2 車削加工

11.2.1 車床

11.2.2 車刀

11.2.3 工件的安裝方法及附件

11.2.4 基本車削工藝

11.2.5 典型零件加工

11.2.6 機械加工安全技術

11.3 銑削、刨削與磨削加工

11.3.1 銑削加工

11.3.2 刨削加工

11.3.3 磨削加工

11.4 數(shù)控加工與特種加工

11.4.1 數(shù)控加工

11.4.2 特種加工

思考題與習題

第12章 非金屬材料成形工藝

12.1 塑料成形

12.1.1 擠出成形

12.1.2 注射成形

12.1.3 壓制成形

12.1.4 澆鑄成形

12.1.5 吹塑成形

12.1.6 回轉(zhuǎn)成形

12.2 橡膠成形

12.3 陶瓷成形

12.3.1 壓制成形

12.3.2 注漿成形

12.3.3 注射成形

12.4 復合材料成形

12.4.1 手糊成形

12.4.2 層壓成形

12.4.3 噴射成形

12.4.4 纏繞成形

思考題與習題

第13章 材料與成形工藝選擇及產(chǎn)品質(zhì)量控制

13.1 機械零件的失效形式

13.1.1 零件失效原因

13.1.2 零件失效形式

13.2 材料及成形工藝選擇原則

13.2.1 使用性原則

13.2.2 工藝性原則

13.2.3 經(jīng)濟性原則

13.3 材料及成形工藝選擇的方法

13.3.1 材料及其成形工藝選擇的步驟

13.3.2 材料及成形工藝選擇方法及依據(jù)

13.4 典型零件的選材實例分析

13.4.1 軸類零件的選材

13.4.2 齒輪類零件的選材

13.4.3 手用絲錐的選材

13.4.4 機架、箱體類零件的選材

13.5 材料的質(zhì)量檢驗

13.5.1 成分分析

13.5.2 組織分析

13.5.3 無損探傷

思考題與習題

附錄綜合性實驗指導

參考文獻