工程材料及成形技術（簡體書）

《工程材料及成形技術》是金屬材料、機械製造等專業本科規劃教材，內容包括工程材料的性能、工程材料的結構、金屬材料的凝固、金屬的塑性變形與回復再結晶、鋼的熱處理、常用工程材料、鑄造、鍛壓、焊接、非金屬材料成形和零部件的失效及選材。
《工程材料及成形技術》將工程材料和熱加工基礎兩門課程的內容進行了整合，可供機械、冶金、金屬材料等專業本科教學選用。

《工程材料及成形技術》將原工程材料和熱加工基礎兩門課程整合。

1材料的性能/1

1.1材料的使用性能1

1.1.1材料的力學性能1

1.1.2材料的物理和化學性能5

1.2材料的工藝性能6

思考題與習題7



2材料的結構/8

2.1晶體學基礎8

2.1.1晶體與非晶體8

2.1.2空間點陣9

2.1.3晶面指數與晶向指數13

2.2金屬材料的晶體結構17

2.2.1純金屬的晶體結構17

2.2.2合金的晶體結構23

2.2.3實際金屬的晶體結構29

2.3陶瓷材料的結構34

2.4高分子材料的結構37

2.5擴散39

2.5.1擴散定律39

2.5.2擴散的微觀機制40

2.5.3影響擴散的因素41

思考題與習題43



3金屬材料的凝固/44

3.1純金屬的結晶44

3.1.1純金屬的結晶現象44

3.1.2金屬結晶的熱力學條件45

3.1.3純金屬的結晶過程46

3.2合金的結晶52

3.2.1相平衡與相律52

3.2.2相圖的建立與杠杆定律54

3.2.3一元相圖57

3.2.4二元相圖58

3.3鐵碳合金相圖76

3.3.1鐵碳合金相圖中的組元、相、組織76

3.3.2鐵碳合金相圖分析78

3.3.3典型鐵碳合金的平衡結晶過程分析80

3.3.4鐵碳合金成分和組織與性能之間的關係89

3.4凝固組織及其控制91

3.4.1金屬和合金結晶後的晶粒大小91

3.4.2凝固組織及控制93

思考題與習題95



4金屬的塑性變形與回復再結晶/98

4.1純金屬的塑性變形98

4.1.1單晶體的塑性變形98

4.1.2多晶體的塑性變形101

4.2合金的塑性變形102

4.3金屬及合金的強化機制102

4.4塑性變形對金屬組織和性能的影響103

4.4.1塑性變形對金屬組織的影響103

4.4.2塑性變形對金屬性能的影響105

4.5回復與再結晶105

4.5.1回復與再結晶過程106

4.5.2再結晶退火後的晶粒度108

4.6金屬的熱加工109

4.6.1動態回復與動態再結晶109

4.6.2熱加工對金屬組織和性能的影響109

思考題與習題110



5鋼的熱處理/112

5.1熱處理概述112

5.1.1熱處理的發展階段112

5.1.2熱處理的作用和基本類型112

5.1.3鋼的臨界溫度113

5.2鋼在加熱時的轉變114

5.2.1奧氏體形成過程和影響形成速度的因素114

5.2.2奧氏體晶粒的長大及影響因素118

5.2.3細化奧氏體晶粒的措施121

5.3鋼在冷卻時的轉變122

5.3.1過冷奧氏體的等溫轉變曲線122

5.3.2鋼的過冷奧氏體轉變126

5.3.3過冷奧氏體的連續冷卻轉變138

5.4鋼的退火與正火140

5.4.1鋼的退火141

5.4.2鋼的正火144

5.4.3退火和正火的選用144

5.5鋼的淬火與回火145

5.5.1鋼的淬火145

5.5.2鋼的回火149

5.6鋼的表面熱處理151

5.6.1鋼的表面淬火151

5.6.2鋼的化學熱處理151

思考題與習題156



6常用工程材料/157

6.1工業用鋼157

6.1.1鋼的分類與編號157

6.1.2鋼中合金元素的作用159

6.1.3結構鋼161

6.1.4工具鋼172

6.1.5模具鋼174

6.1.6特殊性能鋼177

6.2鑄鐵184

6.2.1鑄鐵的分類184

6.2.2鑄鐵的石墨化185

6.2.3鑄鐵的特點186

6.2.4灰鑄鐵187

6.2.5可鍛鑄鐵189

6.2.6球墨鑄鐵191

6.2.7蠕墨鑄鐵193

6.2.8合金鑄鐵195

6.3有色金屬及其合金196

6.3.1鋁及鋁合金196

6.3.2銅及銅合金205

6.3.3鈦及鈦合金208

6.3.4軸承合金210

6.4陶瓷材料214

6.4.1陶瓷材料概況214

6.4.2常用工程陶瓷材料215

6.5常用高分子材料216

6.5.1工程塑料217

6.5.2合成橡膠220

思考題與習題222



7鑄造成形/224

7.1鑄造工藝基礎224

7.1.1液態合金的充型224

7.1.2鑄件的凝固與收縮225

7.1.3鑄件變形和裂紋228

7.2砂型鑄造230

7.2.1造型方法的選擇231

7.2.2澆注位置和分型面的選擇231

7.2.3主要工藝參數的選擇232

7.2.4鑄件結構設計234

7.3特種鑄造236

7.3.1熔模鑄造236

7.3.2金屬型鑄造238

7.3.3壓力鑄造239

7.3.4離心鑄造240

7.3.5常用鑄造方法的對比241

7.4鑄造機械與設備241

思考題與習題242



8鍛壓成形/244

8.1鍛造245

8.1.1自由鍛246

8.1.2模鍛249

8.2板料衝壓253

8.2.1板料衝壓基本工序及材料253

8.2.2衝壓設備256

8.3特種壓力加工方法256

8.3.1特種鍛造256

8.3.2擠壓成形259

8.3.3超塑性成形260

8.3.4高速高能成形261

思考題與習題261



9焊接成形/263

9.1概述263

9.1.1焊接過程的物理本質263

9.1.2焊接方法的分類264

9.2常用焊接方法264

9.2.1電弧焊264

9.2.2電阻焊268

9.2.3釺焊271

9.2.4高能束焊273

9.3常用金屬材料的焊接275

9.3.1金屬焊接性275

9.3.2合金結構鋼的焊接276

9.3.3其它材料的焊接281

思考題與習題284



10非金屬材料的成形/285

10.1陶瓷材料成形技術285

10.1.1陶瓷材料成形基礎285

10.1.2陶瓷材料成形方法286

10.2高分子材料成形技術288

10.2.1塑料成形工藝288

10.2.2橡膠成形工藝291

10.3複合材料成形技術294

思考題與習題296



11零部件的失效及選材/297

11.1零部件的失效297

11.1.1失效的概念、形式和原因297

11.1.2失效分析300

11.2零部件的選材304

11.2.1零部件選材的基本原則304

11.2.2軸類零件的選材307

11.2.3齒輪類零件的選材309

11.2.4箱體支承類零件的選材312

思考題與習題313



參考文獻/314