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绪论1

第1章 工程材料的性能3

1.1　概述3

1.1.1　材料的性能3

1.1.2　材料在载荷作用下的力学行为4

1.2　材料在静载荷作用下的主要力学性能指标4

1.2.1　拉伸实验4

1.2.2　硬度7

1.2.3　断裂韧性及应用9

1.3　材料在动载荷作用下的力学性能11

1.3.1　冲击韧度11

1.3.2　疲劳强度12

1.4　材料力学性能指标的应用实践14

1.4.1 材料各主要力学性能指标的应用14

1.4.2　材料力学性能指标的合理配合应用16

习题与思考题17

第2章　金属材料的铸造成形18

2.1　金属液态成形基础18

2.1.1　纯金属的结晶18

2.1.2　合金的结晶26

2.1.3　铸造工艺基础40

2.2　常用的铸造方法48

2.2.1　砂型铸造及产品生产检验（实训教学内容）48

2.2.2　少、无切削的铸造（特种铸造）方法69

2.2.3　常用铸造方法比较75

2.3　零件结构的铸造工艺性75

2.3.1　合金的铸造性能对零件结构的要求76

2.3.2　铸造工艺对零件结构的要求79

2.3.3　不同铸造方法对铸件结构的要求81

2.4　重结晶对钢铁材料性能的影响83

2.4.1　钢在加热时的转变（重结晶）84

2.4.2　钢在冷却时的转变（重结晶）86

2.4.3　常用的热处理方法92

2.5　常用合金铸件生产101

2.5.1　铸铁件生产101

2.5.2　铸钢件生产114

2.5.3　非铁合金铸件生产116

习题与思考题122

第3章　金属材料的塑性成形125

3.1　金属塑性成形基础125

3.1.1　单晶体和多晶体的塑性变形125

3.1.2　金属的塑性变形127

3.1.3　塑性成形金属在加热时组织和性能的变化129

3.1.4　金属的塑性成形工艺基础131

3.2　常用的塑性成形方法136

3.2.1 自由锻件的生产与检验136

3.2.2　模锻144

3.2.3　板料冲压155

3.3　少、无切削的塑性成形方法161

3.3.1　精密模锻161

3.3.2　精密冲裁162

3.3.3　挤压成形162

3.3.4　轧制成形163

3.3.5　超塑性成形165

3.3.6 高能率成形165

3.3.7　材料成形复合工艺166

3.4　常用的塑性成形金属材料168

3.4.1　工业用钢168

3.4.2　非铁合金196

习题与思考题207

第4章　连接成形209

4.1　焊接成形基础209

4.1.1　熔焊冶金过程及其特点209

4.1.2　焊接接头的组织和性能210

4.1.3　焊接应力与变形211

4.1.4　焊接裂纹214

4.1.5　材料的焊接性214

4.2　焊接成形方法215

4.2.1　熔焊215

4.2.2　压焊和钎焊222

4.3　少、无切削的焊接与切割技术228

4.3.1　等离子弧焊接和切割228

4.3.2　电子束焊接229

4.3.3　激光焊接与切割230

4.3.4　超声波焊接231

4.3.5　扩散焊232

4.3.6　水射流切割232

4.4　常用工程材料的焊接233

4.4.1　常用金属材料的焊接233

4.4.2　非金属材料的焊接236

4.5　焊接件生产与检验（实训教学内容）238

4.5.1　焊接生产过程简介238

4.5.2　工件的生产与检验238

4.6　胶接与机械连接255

4.6.1　胶接255

4.6.2　机械连接257

习题与思考题258

第5章　粉末冶金成形260

5.1　粉末冶金基础260

5.1.1　粉末的化学成分及性能260

5.1.2　粉末冶金的机理261

5.2　粉末冶金工艺262

5.2.1　粉末制备262

5.2.2　粉末的预处理262

5.2.3　成形263

5.2.4　烧结265

5.2.5　后处理266

5.3　粉末冶金零件结构的工艺性267

5.4　粉末冶金材料267

习题与思考题273

第6章　非金属材料成形274

6.1　高分子材料成形274

6.1.1 高分子材料成形基础274

6.1.2　高分子材料成形加工282

6.1.3　常用高分子工程材料289

6.1.4　高分子材料产品制造（实践部分）301

6.1.5　高分子材料的发展趋势305

6.2　陶瓷材料的成形305

6.2.1　陶瓷材料成形基础305

6.2.2　陶瓷材料的成形311

6.2.3　新型陶瓷材料320

6.2.4　陶瓷材料产品制造323

6.2.5　陶瓷材料的发展趋势325

习题与思考题326

第7章　复合材料成形327

7.1　复合材料成形基础327

7.1.1　复合材料基本概念327

7.1.2　增强材料及表面处理329

7.1.3　复合材料的复合原则331

7.2　复合材料制品的成形方法331

7.2.1　树脂基复合材料的成形方法332

7.2.2　陶瓷基复合材料的成形方法333

7.2.3　金属基复合材料的成形方法334

7.3　常用复合材料335

7.3.1　高聚物基复合材料335

7.3.2　金属基复合材料337

7.3.3　陶瓷基复合材料337

7.3.4　碳／碳复合材料（C/C）338

7.4　复合材料产品的制造339

7.5　复合材料的发展趋势340

习题与思考题342

第8章　功能材料简介343

8.1　功能金属材料343

8.2　功能陶瓷材料345

8.3　功能高分子材料347

习题与思考题348

第9章　热处理新工艺及表面成形技术349

9.1　钢的热处理新技术349

9.1.1　真空热处理349

9.1.2　离子渗扩热处理350

9.1.3　形变热处理351

9.1.4　超细化热处理352

9.1.5　电子束热处理352

9.1.6　热处理零件的结构工艺性及技术条件标注353

9.2　表面技术357

9.2.1　电镀357

9.2.2　电刷镀358

9.2.3　气相沉积技术359

9.2.4　激光表面改性360

9.2.5　热喷涂技术362

9.2.6　钢的氧化和磷化364

9.2.7　涂装365

9.2.8　表面着色和染色366

习题与思考题367

第10章　材料成形工艺自动化368

10.1　快速原型技术368

10.1.1　快速原型技术简介368

10.1.2　快速原型工艺369

10.1.3　快速原型技术在热加工中的应用371

10.2　材料成形计算机技术371

10.2.1　模拟技术372

10.2.2　专家系统373

10.2.3　热加工CAD/CAM375

10.3　材料成形自动设备及系统377

10.3.1 工业机器人377

10.3.2　热加工CNC及FMS378

10.3.3　热成形自动生产线380

习题与思考题382

第11章　材料及成形工艺的选择383

11.1　机械零件的失效分析383

11.1.1　零件的失效形式383

11.1.2　零件失效的原因384

11.1.3　失效分析的一般过程385

11.2 材料及成形工艺选择原则386

11.2.1 使用性原则386

11.2.2 工艺性原则386

11.2.3 经济性原则387

11.3 材料及成形工艺选择方法388

11.3.1 选择的步骤388

11.3.2 选择的方法与依据389

11.4 典型零件的材料及成形工艺选择（实践性教学）392

11.4.1 齿轮选材393

11.4.2 轴类零件选材397

11.4.3 弹簧零件的选材401

11.4.4 刃具的选材及热处理402

11.4.5 箱体、支架类零件的选材405

11.5 综合应用406

习题与思考题408

参考文献410