工程材料与成形工艺基础（第2版）

第2 版前言

第1 版前言

第1 章　工程材料 1

1. 1　工程材料的种类与主要性能 1

1. 2　金属材料的结构与结晶 7

1. 3　铁碳合金 13

1. 4　金属热处理 19

1. 5　常用金属材料 30

1. 6　非金属材料和复合材料 37

复习思考题 47

第2 章　金属的液态成形 50

2. 1　金属液态成形工艺原理 50

2. 2　常用液态成形合金 59

2. 3　砂型铸造成形工艺 69

2. 4　特种铸造 79

2. 5　铸件结构设计 87

2. 6　金属液态成形中的数值模拟 93

复习思考题 93

第3 章　金属的塑性成形 97

3. 1　金属塑性成形工艺原理 98

3. 2　金属塑性成形工艺方法 105

3. 3　锻件与冲压件的结构设计 123

3. 4　其他塑性成形工艺方法 126

3. 5　数值模拟技术在塑性成形中的应用 129

复习思考题 131

第4 章　材料的连接成形 133

4. 1　金属焊接成形工艺原理 133

4. 2　常用焊接成形方法 142

4. 3　常用金属材料的焊接 152

4. 4　焊接成形件的工艺设计 156

4. 5　焊接成形中的数值模拟技术 165

4. 6　其他连接成形方法简介 165

Ⅵ　工程材料与成形工艺基础　第2 版

复习思考题 167

第5 章　非金属材料和复合材料的成型 169

5. 1　高分子材料的成型 169

5. 2　陶瓷件的成型 172

5. 3　复合材料的成型 176

复习思考题 181

第6 章　现代成形技术及发展趋势 182

6. 1　快速成形技术的类型及应用 182

6. 2　粉末冶金成形技术 185

6. 3　半固态成形技术 189

6. 4　精密成形和超塑性成形技术 194

6. 5　高能率成形 196

6. 6　连接成形新技术 198

6. 7　现代成形技术发展趋势 203

复习思考题 203

第7 章　切削加工的基础知识 205

7. 1　切削加工的分类 205

7. 2　切削运动与切削要素 205

7. 3　切削加工刀具 208

7. 4　切削加工过程 212

7. 5　材料的切削加工性 218

7. 6　金属切削条件的合理选择 219

复习思考题 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选择 244

复习思考题 253

第9 章　机械零件的结构工艺性 254

9. 1　零件结构设计的基本原则 254

9. 2　切削加工对零件结构工艺性的要求 254

复习思考题 259

第10 章　机械加工工艺过程 260

10. 1　机械加工工艺过程的基本概念 260

10. 2　工件的安装与夹具的基本知识 262

10. 3　机械加工工艺规程的制订 266

目录Ⅶ

10. 4　典型零件工艺过程分析 274

复习思考题 279

第11 章　先进制造技术 281

11. 1　数控加工技术 281

11. 2　高速切削加工技术 283

11. 3　超精密加工 284

11. 4　纳米加工技术 286

11. 5　柔性制造系统 288

11. 6　虚拟制造技术 290

11. 7　计算机辅助设计和计算机辅助制造技术 291

复习思考题 293

参考文献 294

本书为适应21世纪培养高级工程技术人才的需要，按照“宽口径、厚基础、重实践、广适应”的培养模式，遵循教育部工程材料与机械制造基础系列课程指导组对教学内容的基本要求，总结多年来教学探索和实践经验，在第壹版的基础上修订而成，在内容和结构上做了较大的更新。本书内容包括工程材料、材料成形与机械加工工艺。工程材料部分除介绍金属材料的组织结构、性能、相图和热处理工艺外，还增加了金属材料的改性处理和强化处理方法，并介绍了非金属材料和复合材料；材料成形工艺部分介绍了金属的液态成形、塑性成形和材料的连接成形方法，还增加了非金属材料和复合材料的成形方法、现代成形技术等内容；机械加工工艺部分介绍了切削加工工艺的基础知识、切削加工方法的选择、机械加工零件的结构工艺性与现代先进机械加工新技术等内容。本书可作为高等工科院校本科机械类及近机类专业的教材，也可作为高等职业技术学校、高等专科学校相关专业的教材，亦可供从事相关工程技术领域工作的技术人员参考。

与徐晓峰主编的《工程材料与成形工艺基础》第2版相配套，内容包括工程材料、液态成型、塑性成形、焊接成型、现代成型技术、切削加工基础知识、机械加工方法与机床、机械加工工艺规程的制定，新工艺、新方法。有填空、简答、应用题、判断题、选择题，通过习题更进一步提升学生对相关内容的理解。

本书与徐晓峰主编的《工程材料与成形工艺基础》第2版相配套，内容包括工程材料、液态成型、塑性成形、焊接成型、现代成型技术、切削加工基础知识、机械加工方法与机床、机械加工工艺规程的制定，新工艺、新方法。有填空、简答、应用题、判断题、选择题，通过习题更进一步提升学生对相关内容的理解。

第1章 工程材料与机械制造过程

1.1 材料及其成形工艺的简要发展过程

1.2 工程材料的分类及发展趋势

1.3 机械制造过程及材料成形技术发展趋势

1.3.1 机械制造工艺流程

1.3.2 材料成形工艺的技术进展

1.4 课程总体目标和任务

思考题与习题

第2章 工程材料的性能

2.1 材料的力学性能

2.1.1 强度和塑性

2.1.2 硬度

2.1.3 冲击韧度

2.1.4 疲劳极限

2.2 材料的物理性能

2.3 材料的化学性能

2.3.1 金属腐蚀的基本过程

2.3.2 防止金属腐蚀的途径

2.4 材料的工艺性能

2.5 材料的经济性能

思考题与习题

第3章 材料的结构与凝固

3.1 材料的结合方式

3.1.1 结合键

3.1.2 晶体与非晶体

3.2 金属材料的结构特点

3.2.1 晶体结构的基本概念

3.2.2 三种典型的金属晶体结构

3.2.3 实际金属的晶体结构

3.2.4 合金的晶体结构

3.3 非金属材料的结构特点

3.3.1 陶瓷材料的结构特点

3.3.2 高分子材料的结构特点

3.4 材料的凝固与结晶

3.4.1 金属的结晶特点

3.4.2 非晶态凝固的特点

3.5 铁碳合金相图

3.5.1 铁碳合金的基本组元与基本相

3.5.2 Fe-Fe3C相图分析

3.5.3 典型合金的结晶过程及组织

3.5.4 含碳量与铁碳合金组织及性能的关系

3.5.5 铁碳合金相图的应用

思考题与习题

第4章 材料的强化与处理

4.1 金属材料的热处理

4.1.1 钢在加热时的转变

4.1.2 钢在冷却时的转变

4.1.3 钢的普通热处理

4.1.4 钢的表面热处理

4.1.5 热处理新技术简介

4.1.6 热处理工艺的应用

4.2 聚合物材料的改性强化

4.3 工程材料的表面处理方法

4.3.1 气相沉积

4.3.2 化学转化膜技术

4.3.3 电镀和化学镀

4.3.4 涂料和涂装工艺

思考题与习题

第5章 金属材料

5.1 概述

5.1.1 金属材料的分类

5.1.2 合金元素在钢中的作用

5.2 非合金钢

5.2.1 碳素结构钢

5.2.2 优质碳素结构钢

5.2.3 碳素工具钢

5.2.4 易切削结构钢

5.2.5 碳素铸钢

5.3 合金钢

5.3.1 低合金钢

5.3.2 机械结构用合金钢

5.3.3 合金工具钢和高速工具钢

5.3.4 特殊性能钢

5.4 铸铁

5.4.1 铸铁的石墨化

5.4.2 常用铸铁

5.4.3 特殊性能铸铁

5.5 非铁金属材料

5.5.1 铝及其合金

5.5.2 铜及其合金

5.5.3 滑动轴承合金

5.5.4 粉末冶金材料

思考题与习题

第6章 非金属材料与新型材料

6.1 高分子材料

6.1.1 高聚物的人工合成

6.1.2 有机高分子材料的组成及性能特点

6.1.3 工程塑料

6.1.4 合成橡胶

6.1.5 胶粘剂

6.2 陶瓷材料

6.2.1 陶瓷的分类

6.2.2 陶瓷材料的性能特点

6.2.3 常用工程结构陶瓷的种类、性能和用途

6.3 复合材料

6.3.1 复合材料的种类

6.3.2 复合材料的性能特点

6.3.3 复合材料的应用

6.4 其它新型材料

6.4.1 高温材料

6.4.2 形状记忆材料

6.4.3 非晶态材料

6.4.4 超导材料

6.4.5 纳米材料

思考题与习题

第7章 铸造成形工艺

7.1 铸造工艺基础

7.1.1 概述

7.1.2 合金的铸造性能

7.2 砂型铸造

7.2.1 型砂与芯砂

7.2.2 手工砂型造型

7.2.3 机器造型

7.2.4 型芯制造

7.2.5 合型

7.2.6 浇注

7.2.7 落砂和清理

7.3 铸造工艺

7.3.1 浇注位置与分型面的选择

7.3.2 工艺参数的选择

7.3.3 浇注系统

7.3.4 冒口

7.3.5 铸造工艺图

7.4 铸件的结构工艺性

7.4.1 铸件质量对铸件结构的要求

7.4.2 铸造工艺对零件结构的要求

7.4.3 不同铸造合金对铸件结构的要求

7.5 铸件质量与成本分析

7.5.1 铸件的主要缺陷及其产生原因

7.5.2 铸件成本分析

7.6 特种铸造与铸造新技术简介

7.6.1 熔模铸造

7.6.2 金属型铸造

7.6.3 压力铸造

7.6.4 低压铸造

7.6.5 离心铸造

7.6.6 铸造过程计算机数值模拟技术

7.6.7 快速成形技术

7.6.8 铸造清洁生产

思考题与习题

第8章 锻压成形工艺

8.1 锻压工艺基础

8.1.1 锻压的基本生产方式

8.1.2 金属的锻造性能

8.1.3 坯料的加热和锻件的冷却

8.2 自由锻

8.2.1 自由锻设备

8.2.2 自由锻的基本工序

8.2.3 自由锻工艺规程的制订

8.2.4 自由锻锻件结构工艺性

8.3 模锻

8.3.1 锤上模锻

8.3.2 胎模锻

8.3.3 压力机上的模锻

8.4 板料冲压

8.4.1 冲压设备

8.4.2 冲压模具

8.4.3 板料冲压的基本工序

8.5 锻压件质量与成本分析

8.5.1 锻件质量分析

8.5.2 锻件成本分析

8.6 锻压新技术简介

8.6.1 葛速高能成形

8.6.2 液态成形

8.6.3 超塑性成形

思考题与习题

第9章 焊接及胶接成形工艺

9.1 焊接工艺基础

9.1.1 概述

9.1.2 焊接接头的组织和性能

9.2 常用焊接方法

9.2.1 焊条电弧焊

9.2.2 气焊与气割

9.2.3 埋弧自动焊

9.2.4 气体保护焊

9.2.5 电渣焊

9.2.6 电阻焊

9.2.7 钎焊

9.3 常用金属材料的焊接

9.3.1 金属焊接性

9.3.2 钢铁材料的焊接

9.3.3 非铁金属材料的焊接

9.4 焊接结构工艺性

9.4.1 焊接结构材料的选择

9.4.2 焊缝布置

9.5 焊接质量与成本分析

9.5.1 焊接质量分析

9.5.2 焊接质量检验过程

9.5.3 焊接生产成本分析

9.6 胶接成形

9.6.1 胶接的特点与应用

9.6.2 胶接工艺

9.7 焊接与胶接新技术简介

9.7.1 等离子弧焊接和切割

9.7.2 真空电子束焊接

9.7.3 激光焊接与切割

9.7.4 焊接自动化技术

9.7.5 胶接新技术

思考题与习题

第10章 钳工成形工艺

10.1 划线

10.1.1 划线工具

10.1.2 划线基准

10.1.3 划线操作注意事项

10.2 锯切

10.2.1 锯条

10.2.2 锯切方法

10.3 锉削

10.3.1 锉刀

10.3.2 锉削方法

10.3.3 锉削操作注意事项

10.4 钻孔

10.4.1 钻床

10.4.2 钻头

10.4.3 钻孔方法

10.4.4 钻孔操作注意事项

10.5 攻螺纹与套螺纹

10.5.1 攻螺纹

10.5.2 套螺纹

10.6 刮削

10.6.1 刮刀及其用法

10.6.2 刮削质量检验

10.6.3 平面刮削

10.7 装配工艺

10.7.1 典型零件的装配

10.7.2 拆装工艺方法

思考题与习题

第11章 机械加工成形工艺

11.1 切削加工基本知识

11.1.1 切削加工运动

11.1.2 金属切削刀具

11.1.3 切削液

11.1.4 工件材料的切削加工性

11.1.5 零件的加工质量

11.2 车削加工

11.2.1 车床

11.2.2 车刀

11.2.3 工件的安装方法及附件

11.2.4 基本车削工艺

11.2.5 典型零件加工

11.2.6 机械加工安全技术

11.3 铣削、刨削与磨削加工

11.3.1 铣削加工

11.3.2 刨削加工

11.3.3 磨削加工

11.4 数控加工与特种加工

11.4.1 数控加工

11.4.2 特种加工

思考题与习题

第12章 非金属材料成形工艺

12.1 塑料成形

12.1.1 挤出成形

12.1.2 注射成形

12.1.3 压制成形

12.1.4 浇铸成形

12.1.5 吹塑成形

12.1.6 回转成形

12.2 橡胶成形

12.3 陶瓷成形

12.3.1 压制成形

12.3.2 注浆成形

12.3.3 注射成形

12.4 复合材料成形

12.4.1 手糊成形

12.4.2 层压成形

12.4.3 喷射成形

12.4.4 缠绕成形

思考题与习题

第13章 材料与成形工艺选择及产品质量控制

13.1 机械零件的失效形式

13.1.1 零件失效原因

13.1.2 零件失效形式

13.2 材料及成形工艺选择原则

13.2.1 使用性原则

13.2.2 工艺性原则

13.2.3 经济性原则

13.3 材料及成形工艺选择的方法

13.3.1 材料及其成形工艺选择的步骤

13.3.2 材料及成形工艺选择方法及依据

13.4 典型零件的选材实例分析

13.4.1 轴类零件的选材

13.4.2 齿轮类零件的选材

13.4.3 手用丝锥的选材

13.4.4 机架、箱体类零件的选材

13.5 材料的质量检验

13.5.1 成分分析

13.5.2 组织分析

13.5.3 无损探伤

思考题与习题

附录综合性实验指导

参考文献