工程材料及成型基础(工程材料及机械制造基础精品课程系列教材普通高等教育十二五规划

本书是根据高等教育“十二五”规划材料类、冶金类和机械类等相关专业人才培养目标制定的基本教学要求，结合作者多年来从事中外合作办学相关专业的教学经验编写而成。本书系统介绍了材料科学的基本知识、常用工程材料及材料成型工艺。全书共分十一章，主要内容有：金属材料结构、纯金属的结晶、二元合金与铁碳合金相图、金属的塑性变形与再结晶、材料中的扩散、钢的热处理、金属工程材料、非金属工程材料、铸造、锻压、焊接。根据教学需要，在附录中安排了相应实验内容，以利于学生掌握相关基本概念和理论。 本书可作为材料成型、金属材料、冶金类、机械类等相关专业本科生的教学用书，也可供相关领域的工程技术人员参考。

无

绪论1 0?1材料与人类文明史1 0?2材料学、工程材料学与工程材料2 0?2?1按材料的化学组成分类2 0?2?2按材料的使用性能分类3 第1章金属材料结构4 1?1金属的晶体结构4 1?1?1晶体的基本概念4 1?1?2金属中三种典型的晶体结构8 1?2实际金属的晶体结构10 1?2?1单晶体与多晶体10 1?2?2实际金属的晶体缺陷10 思考与练习15 第2章纯金属的结晶16 2?1纯金属的结晶现象16 2?1?1纯金属结晶的宏观现象16 2?1?2纯金属结晶的微观现象17 2?2金属结晶的条件18 2?2?1金属结晶的热力学条件18 2?2?2金属结晶的结构条件19 2?3晶核的形成和长大19 2?3?1晶核的形成19 2?3?2晶核的长大22 2?3?3晶粒大小的控制27 思考与练习28 第3章二元合金与铁碳合金相图30 3?1合金的相结构30 3?1?1固溶体31 3?1?2中间相32 3?2二元合金相图与结晶34 3?2?1相图的基本知识34 3?2?2二元相图的基本类型37 3?2?3合金的性能与相图的关系49 3?3铁碳合金相图50 3?3?1铁碳合金中的基本相51 3?3?2铁碳合金相图分析52 3?3?3碳含量与铁碳合金组织和性能之间的关系57 思考与练习59 第4章金属的塑性变形与再结晶60 4?1金属的塑性变形60 4?1?1弹性变形与塑性变形的微观机理61 4?1?2单晶体的塑性变形方式62 4?1?3多晶体的塑性变形63 4?2冷塑性变形对金属组织和性能的影响64 4?2?1冷塑性变形对金属组织的影响64 4?2?2冷塑性变形对金属性能的影响65 4?2?3内应力与冷塑性变形66 4?3形变金属的回复与再结晶67 4?3?1回复68 4?3?2再结晶68 4?3?3晶粒长大69 4?3?4影响再结晶晶粒大小的因素69 4?4金属的热加工71 4?4?1金属热加工与冷加工的比较71 4?4?2热加工对金属组织和性能的影响71 思考与练习73 第5章材料中的扩散74 5?1扩散定律及其应用74 5?1?1扩散定律74 5?1?2扩散方程在生产中的应用举例76 5?2扩散机制78 5?2?1扩散机制类型78 5?2?2扩散系数79 5?3影响扩散的因素80 5?3?1温度81 5?3?2固溶体类型81 5?3?3晶体结构81 5?3?4浓度81 5?3?5合金元素82 5?3?6短路扩散82 5?4反应扩散82 思考与练习83 第6章钢的热处理84 6?1热处理概述84 6?1?1热处理的作用84 6?1?2热处理的基本类型85 6?1?3钢的固态转变及转变临界温度85 6?2钢的热处理原理86 6?2?1钢在加热时的转变86 6?2?2钢在冷却时的转变90 6?3钢的热处理工艺97 6?3?1钢的退火和正火97 6?3?2钢的淬火100 6?3?3钢的回火105 6?4钢的表面热处理107 6?4?1钢的表面淬火107 6?4?2化学热处理109 6?5钢的其他热处理工艺110 6?5?1钢的形变热处理110 6?5?2钢的时效处理111 思考与练习113 第7章金属工程材料1157?1工业用钢115 7?1?1碳素钢116 7?1?2合金钢120 7?2铸铁131 7?2?1铸铁的石墨化与分类131 7?2?2常用铸铁132 7?2?3合金铸铁136 7?3有色金属及合金137 7?3?1铝及铝合金137 7?3?2铜及铜合金140 7?3?3钛及钛合金143 7?3?4镁及镁合金144 思考与练习146 第8章非金属工程材料1478?1聚合物材料147 8?1?1塑料147 8?1?2橡胶152 8?2无机非金属工程材料155 8?2?1陶瓷155 8?2?2玻璃159 8?2?3硅酸盐水泥162 8?3复合材料164 8?3?1复合材料的概念164 8?3?2复合材料的分类164 8?3?3复合材料的性能165 8?3?4复合材料的成型方法165 8?3?5复合材料的应用165 8?3?6复合材料的发展166 思考与练习167 第9章铸造168 9?1铸造工艺基本原理169 9?1?1液态合金的充型能力169 9?1?2合金的收缩171 9?2铸造成型方法174 9?2?1砂型铸造174 9?2?2特种铸造177 9?2?3铸造方法的选择181 9?3铸件的结构设计181 9?3?1铸造工艺对铸件结构的要求181 9?3?2合金铸造性能对铸件结构的要求182 思考与练习183 第10章锻压184 10?1锻压工艺基础185 10?1?1锻压的基本成型方法185 10?1?2坯料的加热和锻件的冷却185 10?2常用锻造方法188 10?2?1自由锻188 10?2?2模锻192 10?3板料冲压195 10?3?1板料冲压的基本工序196 10?3?2冲床198 10?3?3冲模199 思考与练习200 第11章焊接201 11?1焊接理论基础202 11?1?1焊接电弧202 11?1?2焊接的化学冶金过程202 11?1?3焊接接头的组织和性能204 11?2焊接成型方法205 11?2?1熔化焊205 11?2?2压力焊213 11?2?3钎焊216 11?3金属材料的焊接217 11?3?1金属材料的焊接性217 11?3?2常用金属材料的焊接218 11?4焊接结构工艺性222 11?4?1焊接应力和变形222 11?4?2焊接接头的设计225 11?4?3焊接缺陷227 11?4?4焊接检验229 11?5现代焊接技术新进展230 思考与练习232 附录实验233 实验一金相试样制备及金相显微镜的使用233 实验二铁碳合金平衡组织观察237 实验三碳钢的热处理工艺、组织观察及硬度测定238 实验四常用金属材料组织观察240 参考文献242