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绪论1

第1部分 工程材料与热处理6

第1章 材料的力学性能6

1.1 强度和塑性6

1.1.1 强度6

1.1.2 塑性8

1.2 硬度9

1.2.1 布氏硬度9

1.2.2 洛氏硬度10

1.2.3 维氏硬度11

1.3 冲击韧度12

1.4 疲劳强度13

1.5 金属材料的物理、化学和工艺性能14

1.5.1 物理性能14

1.5.2 化学性能14

1.5.3 工艺性能14

习题14

2.1 金属的晶体结构与结晶16

2.1.1 晶体与晶体结构16

第2章 金属的组织结构16

2.1.2 常见金属晶体结构17

2.1.3 金属的结晶18

2.1.4 金属的同素异晶转变20

2.1.5 金属的实际晶体结构21

2.2 合金的晶体结构22

2.2.1 基本概念22

2.2.2 合金的相23

2.2.3 合金的结晶24

2.3.1 铁碳合金的基本组织26

2.3 铁碳合金状态图26

2.3.2 简化后的Fe-Fe3C相图27

2.3.3 Fe-Fe3C相图分析27

2.3.4 铁碳合金的分类28

2.3.5 典型铁碳合金的结晶过程29

2.3.6 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响30

2.3.7 Fe-Fe3C相图在工业中的应用31

习题32

第3章 钢的热处理34

3.1 钢在加热时的转变35

3.1.1 奥氏体的形成过程35

3.1.2 奥氏体晶粒的长大及控制36

3.2 钢在冷却时的转变37

3.1.3 奥氏体晶粒度37

3.2.1 奥氏体等温转变曲线的建立38

3.2.2 共析钢过冷奥氏体等温转变的产物38

3.2.3 亚共析钢和过共析钢的等温转变曲线40

3.2.4 奥氏体等温转变曲线的应用41

3.3 热处理工艺42

3.3.1 钢的退火与正火42

3.3.2 钢的淬火与回火44

3.4.1 表面淬火48

3.4 表面热处理48

3.4.2 化学热处理49

3.5 钢的热处理工艺选用52

3.5.1 预先热处理52

3.5.2 最终热处理52

习题53

第4章 常用钢铁材料55

4.1 碳钢55

4.1.1 常存杂质元素对碳钢性能的影响55

4.1.3 碳钢的牌号与应用56

4.1.2 碳钢的分类56

4.2 合金钢61

4.2.1 合金钢的分类61

4.2.2 合金钢的编号62

4.2.3 合金结构钢62

4.2.4 合金工具钢68

4.2.5 特殊性能钢72

4.3 铸铁75

4.3.1 概述75

4.3.2 灰铸铁77

4.3.3 球墨铸铁79

4.3.4 可锻铸铁80

4.3.5 蠕墨铸铁80

习题81

第5章 有色金属83

5.1 铝及铝合金83

5.1.1 工业纯铝83

5.1.2 常用铝合金83

5.2 铜及铜合金87

5.2.1 纯铜87

5.2.2 铜合金的分类87

5.2.3 黄铜（压力加工黄铜）88

5.2.5 青铜（压力加工青铜）89

5.2.4 白铜（压力加工白铜）89

5.2.6 铸造铜合金90

5.3 滑动轴承合金91

5.4 粉末冶金与硬质合金92

5.4.1 粉末冶金工艺简介92

5.4.2 粉末冶金的特点与应用93

5.4.3 硬质合金93

习题95

6.1.1 塑料的组成96

第6章 非金属材料96

6.1 工程塑料的特性、分类与应用96

6.1.2 塑料的性能97

6.1.3 塑料的分类98

6.1.4 常用塑料的性能与用途98

6.2 复合材料的特性、分类与应用99

6.2.1 复合材料的性能99

6.2.2 复合材料的分类100

6.3 其他非金属材料简介101

6.3.1 橡胶材料101

6.3.2 工业陶瓷与其他非金属材料102

习题103

第7章 零件和工具的选材及热处理104

7.1 零件和工具的选材原则104

7.1.1 选材原则104

7.1.2 选材方法105

7.2 热处理的技术条件及工序位置105

7.2.1 热处理的技术条件105

7.2.2 热处理工序的合理安排106

7.3 典型零件的选材及热处理107

7.3.1 齿轮类107

7.3.2 轴类零件108

7.3.3 模具、刃具类110

习题112

第2部分 毛坯成型方法114

第8章 铸造114

8.1 铸造工艺基础114

8.1.1 铸造的特点114

8.1.2 铸造的分类114

8.2 砂型铸造115

8.2.1 砂型铸造的工艺过程115

8.2.3 造型方法116

8.2.2 造型材料116

8.2.4 铸铁的熔炼118

8.2.5 浇注、落砂、清理和检验119

8.3 特种铸造120

8.3.1 金属型铸造120

8.3.2 压力铸造120

8.3.3 离心铸造121

8.3.4 熔模铸造122

8.4.1 灰铸铁件123

8.4 常用合金铸件的生产特点123

8.4.2 孕育铸铁件124

8.4.3 可锻铸铁件124

8.4.4 球墨铸铁件124

8.4.5 蠕墨铸铁件125

8.4.6 铸钢件125

8.4.7 铜合金铸件126

8.4.8 铝合金铸件126

习题127

9.1 锻压工艺基础128

9.1.1 锻压加工方法及特点128

第9章 锻压128

9.1.2 金属的塑性变形129

9.1.3 塑性变形对金属组织和性能的影响130

9.1.4 金属的锻造性能132

9.2 自由锻133

9.2.1 自由锻设备133

9.2.2 自由锻的基本工序134

9.2.3 自由锻造工艺规程的制定135

9.3 模锻和胎模锻138

9.3.1 锤上模锻138

9.3.2 胎模锻140

9.4 板料冲压141

9.4.1 冲压设备141

9.4.2 冲压模具142

9.4.3 冲压的基本工序144

习题146

第10章 焊接147

10.1 焊接工艺基础147

10.1.1 常用的连接方法147

10.1.2 焊接的特点与分类147

10.1.3 焊接接头的组织与性能149

10.2.1 焊接电弧150

10.2 焊条电弧焊150

10.2.2 焊接冶金的特点151

10.2.3 电焊条151

10.2.4 焊接参数的选择153

10.3 其他常用的焊接方法154

10.3.1 埋弧焊154

10.3.2 钨极气体保护电弧焊155

10.3.4 熔化极气体保护电弧焊156

10.3.5 电阻焊156

10.3.3 等离子弧焊156

10.3.6 电渣焊157

10.3.7 高能束焊157

10.3.8 气焊157

10.3.9 钎焊157

10.3.10 扩散焊158

习题158

第11章 毛坯选择159

11.1 确定毛坯类型及成型方法的原则159

11.2 典型零件的毛坯选择160

习题161

第3部分 公差配合与测量技术基础164

第12章 尺寸公差与配合164

12.1 基本术语及定义164

12.1.1 有关尺寸、公差和偏差的术语及定义164

12.1.2 有关配合的术语及定义166

12.2 标准公差与基本偏差系列168

12.2.1 标准公差168

12.2.2 基本偏差及其代号169

12.2.3 轴的基本偏差170

12.2.4 孔的基本偏差174

12.3 优先和常用配合177

12.3.1 一般、常用和优先的公差带177

12.3.2 常用和优先配合178

12.4 尺寸公差与配合的选用180

12.4.1 基准制的选用180

12.4.2 公差等级的选用180

12.4.3 配合种类的选用181

12.4.4 选用实例184

习题185

13.1.1 几何要素187

13.1 基本概念187

第13章 形状和位置公差187

13.1.2 形位公差的特征、符号和标注188

13.1.3 形位公差带189

13.2 形状公差与位置公差190

13.2.1 形状公差190

13.2.2 位置公差193

13.3 形状公差与位置公差的应用198

13.3.1 有关术语及定义198

13.3.2 独立原则及其应用200

13.3.3 包容原则及其应用200

13.3.4 最大实体原则及其应用201

13.3.5 形位公差值的选用203

习题205

第14章 表面粗糙度208

14.1 主要术语及评定参数208

14.1.1 主要术语208

14.1.2 评定参数209

14.2 表面粗糙度对零件功能的影响及其选择211

14.2.1 表面粗糙度对零件功能的影响211

14.2.2 表面粗糙度的选择211

14.3.2 表面粗糙度的代号及其标注213

14.3 表面粗糙度代号及其标准213

14.3.1 表面粗糙度的符号213

14.3.3 图样上的标注方法215

习题215

第15章 测量方法216

15.1 测量方法的分类216

15.2 常用量具及仪器217

15.2.1 计量器具的分类217

15.2.2 常用量具218

15.2.3 精密量具221

15.3.1 测量误差的概念223

15.3 测量误差及其处理223

15.3.2 测量误差的来源224

15.3.3 测量误差的种类和特性225

15.4 形位误差测量方法225

15.4.1 直线度误差测量226

15.4.2 平面度误差测量226

15.4.3 圆度误差测量227

15.4.4 平行度误差测量227

15.5.1 比较法228

15.5.2 光切法228

15.4.5 垂直度误差测量228

15.5 表面粗糙度的检测228

15.5.3 针触法229

15.5.4 干涉法229

习题230

第16章 尺寸链231

16.1 尺寸链的基本概念231

16.1.1 尺寸链的定义及特性231

16.1.2 尺寸链的组成231

16.1.4 零件设计尺寸链的建立与尺寸链图232

16.1.3 尺寸链的分类232

16.2 尺寸链的解算233

16.2.1 基本公式234

16.2.2 校核计算234

16.2.3 设计计算236

习题237

第4部分 机械加工基础240

第17章 金属切削加工基础知识240

17.1 切削加工的运动分析和切削要素240

17.1.1 零件表面的成型方法240

17.1.2 切削运动241

17.1.3 工件表面242

17.1.4 切削层与切削用量242

17.2 切削刀具基本定义243

17.2.1 车刀切削部分的组成243

17.2.2 刀具角度坐标平面参考系244

17.2.3 刀具的标注角度244

17.2.4 刀具几何参数的合理选择245

17.3 常用刀具材料247

17.3.1 对刀具切削部分材料的基本要求247

17.3.2 常用刀具材料性能的比较248

17.4 切削过程中的物理现象250

17.4.1 金属的切削过程与三个变形区250

17.4.2 切屑的形态250

17.4.3 积屑瘤251

17.4.4 切削力252

17.4.5 切削热与切削温度253

17.4.6 刀具磨损和寿命254

17.5 工件材料的切削加工性256

17.5.1 衡量工件材料切削加工性的指标256

17.6 常用切削刀具257

17.6.1 车刀257

17.5.2 影响工件材料切削加工性的因素257

17.6.2 孔加工刀具259

17.6.3 铣刀260

17.6.4 砂轮261

习题263

第18章 各种表面的加工方法264

18.1 金属切削机床264

18.1.1 机床的分类264

18.1.2 通用机床型号的编制方法265

18.1.3 机床的基本构造267

18.2.1 外圆车削加工268

18.2 外圆表面加工268

18.2.2 磨削加工269

18.2.3 外圆表面加工方案分析271

18.3 内圆表面加工271

18.3.1 内圆表面加工的特点271

18.3.2 钻削272

18.3.3 镗削273

18.3.4 拉削274

18.3.5 磨削内圆275

18.3.6 内圆表面加工方案分析275

18.4.1 铣削加工276

18.4 平面加工276

18.4.2 刨削加工278

18.4.3 磨削加工278

18.4.4 平面加工方案分析279

18.5 螺纹加工279

18.5.1 车削螺纹280

18.5.2 铣螺纹280

18.5.3 磨螺纹281

18.5.4 攻丝与套丝281

18.6 齿轮的齿形加工282

18.6.1 成型法加工齿形282

18.6.2 范成法加工齿形283

18.6.3 齿轮精加工简介285

习题286

第19章 机械加工工艺过程288

19.1 机械加工工艺过程的基本知识288

19.1.1 生产过程和工艺过程288

19.1.2 生产类型289

19.1.3 工件安装与定位289

19.2 工艺规程的制定293

习题296

参考资料297