工程材料及其成形技術（第3版）

緒論 001

第1章　工程材料的力學性能 004
1.1　材料的強度與塑性 004
1.1.1 強度 005
1.1.2 塑性 006
1.2　材料的硬度 007
1.2.1 布氏硬度(Brinell hardness) 008
1.2.2 洛氏硬度(Rockwell hardness) 008
1.2.3 維氏硬度(Vickers hardness) 009
1.3　材料的衝擊韌性 009
1.4　材料的疲勞強度 010
1.5　材料的斷裂韌性(fracture toughness) 011
思考題 013

第2章　金屬材料的基礎知識 014
2.1　金屬的晶體結構 014
2.1.1 晶體與非晶體 014
2.1.2 金屬的晶體結構 015
2.1.3 金屬的同素異構轉變 017
2.1.4 實際金屬的晶體結構 017
2.2　純金屬的結晶 020
2.2.1 金屬結晶的基本概念 020
2.2.2 金屬的冷卻曲線和過冷現象 021
2.2.3 純金屬的結晶過程 022
2.2.4 金屬晶粒的大小與控制 023
2.2.5 金屬的鑄錠組織 024
2.3　合金的相結構 025
2.3.1 合金的基本概念 025
2.3.2 合金的相結構 026
2.4　合金的結晶 027
2.4.1 二元合金相圖的基本知識 027
2.4.2 二元相圖的基本類型 029
2.4.3 相圖與合金性能的關係 031
2.5　鐵碳合金相圖 032
2.5.1 鐵碳合金的基本相和組織 033
2.5.2 鐵碳合金相圖分析 034
2.5.3 鐵碳合金的成分、組織和性能的變化規律 041
2.5.4 鐵碳合金相圖的應用 041
思考題 043

第3章　鋼的熱處理 044
3.1　鋼在加熱時的組織轉變 045
3.1.1 奧氏體形成的基本過程 045
3.1.2 影響奧氏體形成的因素 046
3.1.3 影響奧氏體晶粒大小的因素 047
3.2　鋼在冷卻時的組織轉變 047
3.2.1 過冷奧氏體的等溫轉變曲線 048
3.2.2 過冷奧氏體等溫轉變產物的組織和性能 051
3.2.3 過冷奧氏體的連續冷卻轉變 059
3.3　鋼的退火與正火 061
3.3.1 退火和正火的定義、目的及分類 062
3.3.2 退火和正火操作及其應用 063
3.4　鋼的淬火 066
3.4.1 鋼的淬火工藝 066
3.4.2 鋼的淬透性 070
3.4.3 鋼的淬硬性 074
3.5　鋼的回火 074
3.5.1 淬火鋼在回火時的轉變 074
3.5.2 回火種類及應用 076
3.5.3 回火脆性 077
3.6　鋼的表面淬火和化學熱處理 078
3.6.1 鋼的表面淬火 078
3.6.2 鋼的化學熱處理 080
3.7　鋼的熱處理新技術 086
3.7.1 可控氣氛熱處理和真空熱處理 086
3.7.2 形變熱處理 088
3.8　表面熱處理新技術 089
3.8.1 熱噴塗技術 089
3.8.2 氣相沉積技術 090
3.8.3 三束表面改性技術 091
思考題 092

第4章　金屬材料 094
4.1　工業用鋼 094
4.1.1 碳鋼中的常存雜質及對性能的影響 094
4.1.2 合金元素在鋼中的作用 095
4.1.3 鋼的牌號 099
4.1.4 結構鋼 100
4.1.5 工具鋼 106
4.1.6 特殊性能鋼 111
4.2　鑄鐵 117
4.2.1 鑄鐵的石墨化過程 118
4.2.2 鑄鐵的分類及牌號 120
4.2.3 常用鑄鐵 122
4.2.4 合金鑄鐵 130
4.3　有色金屬及其合金 132
4.3.1 鋁及鋁合金 132
4.3.2 銅及銅合金 137
4.3.3 鈦及鈦合金 142
思考題 143

第5章　鑄造成形技術 146
5.1　鑄造成形基本原理 146
5.1.1 充型能力 146
5.1.2 鑄件的凝固方式 148
5.1.3 鑄造合金的收縮 149
5.1.4 鑄造應力及鑄件的變形和裂紋 151
5.1.5 鑄件常見缺陷 153
5.2　鑄造成形方法 155
5.2.1 砂型鑄造工藝 155
5.2.2 金屬型鑄造 157
5.2.3 壓力鑄造 158
5.2.4 熔模鑄造 159
5.2.5 其他鑄造方法 160
5.2.6 鑄造方法的選擇 161
5.3　鑄件的結構設計 161
思考題 165

第6章　鍛壓成形技術 167
6.1　鍛壓成形的基本原理 168
6.1.1 金屬塑性變形的實質 168
6.1.2 塑性變形對金屬組織結構和性能的影響 170
6.2　金屬的鍛造性能 173
6.3　鍛造成形技術 175
6.3.1 自由鍛 175
6.3.2 模鍛 177
6.4　板料衝壓成形技術 178
6.4.1 板料衝壓基本工序 179
6.4.2 衝壓模具 182
6.5　塑性加工零件的結構工藝性 184
6.5.1 自由鍛件的結構工藝性 184
6.5.2 衝壓件結構工藝性 185
6.6　其他塑性成形技術 187
6.6.1 擠壓成形 187
6.6.2 軋製成形 188
6.6.3 拉拔成形 190
6.7　塑性加工技術新進展 191
思考題 193

第7章　焊接成形技術 194
7.1　熔化焊成形基本原理 195
7.1.1 焊接電弧 195
7.1.2 焊接接頭的組織和性能 196
7.1.3 焊接應力和變形 198
7.2　手工電弧焊 201
7.3　其他焊接方法 205
7.3.1 埋弧自動焊 205
7.3.2 氣體保護焊 206
7.3.3 電阻焊 208
7.3.4 釺焊 210
7.4　常用金屬材料的焊接 210
7.4.1 金屬材料的焊接性 210
7.4.2 常用金屬材料的焊接 211
7.5　焊接工藝及結構設計 214
7.6　焊接缺陷與焊接品質檢驗 215
思考題 217

第8章　非金屬材料及其成形技術 218
8.1　高分子材料及其成形技術 218
8.1.1 高分子材料的基本概念 218
8.1.2 工程塑料及其成形技術 221
8.1.3 橡膠材料及其成形技術 224
8.2　陶瓷材料及其成形技術 225
8.2.1 陶瓷的分類與性能 226
8.2.2 常用工業陶瓷 227
8.2.3 陶瓷材料的成形技術 227
8.3　複合材料及其成形技術 228
8.4　新型材料 230
8.4.1 新型材料的特點與分類 230
8.4.2 主要新型材料介紹 231
8.4.3 新型材料成分、結構與性能間的關係 234
8.4.4 幾種重要新型材料的發展趨勢 234
思考題 237

第9章　金屬零件的失效、選材及加工工藝的選擇 238
9.1　零件的失效分析 238
9.1.1 零件失效的概念和形式 238
9.1.2 機械零件失效的原因 239
9.1.3 失效分析的一般過程 240
9.2　選材的一般原則 240
9.2.1 選用材料的一般原則 240
9.2.2 選材的方法與步驟 242
9.3　典型零件的選材與工藝 243
9.3.1 齒輪類與軸類零件的選材分析 244
9.3.2 典型零件的選材實例 245
思考題 246

參考文獻 248