材料工程基础

绪论

一、课程的性质和地位

二、课程的内容与特点

三、课程学习要求

第一章金属材料基础

第一节金属材料与机械制造过程

一、金属材料的分类

二、钢铁材料生产过程概述

三、机械制造过程概述

第二节金属材料的基本性能

一、金属材料的力学性能

二、金属材料的物理性能与化学性能

三、金属材料的工艺性能

复习与思考题

第二章金属材料结构的基本知识

第一节金属材料的晶体结构

一、金属的理想晶体结构

二、金属的实际晶体结构

三、合金的晶体结构

四、金属的结晶过程及理论

五、二元合金状态图

第二节铁碳合金状态图

一、铁碳合金相图分析

二、钢和白口铸铁结晶过程分析

三、含碳量与铁碳合金性能的关系

四、Fe-Fe3C相图的应用

复习与思考题

第三章金属热处理基本知识

第一节钢在加热和冷却时的组织转变

一、钢在加热时的转变

二、钢在冷却时的转变

第二节热处理的基本类型

一、钢的退火和正火

二、钢的淬火和回火

三、钢的表面淬火

四、钢的化学热处理

复习与思考题

第四章工程上常用的钢和铁及其热处理

第一节钢中基本元素作用

一、常存元素和杂质对钢性能的影响

二、合金元素在钢中的作用

第二节结构钢

一、碳素结构钢

二、低合金高强度结构钢

三、合金结构钢

第三节特殊性能钢

一、不锈钢

二、耐热钢

三、耐磨钢

习题与思考题

第五章常用工模具钢及热处理

第一节常用工模具用钢

一、碳素工具钢

二、高碳低合金钢

三、高耐磨冷作模具钢

四、高速钢

五、中碳合金工具钢

第二节高性能工模具钢

一、基体钢

二、微变形钢

三、硬质合金

四、钢结硬质合余

第三节新型工模具钢

一、热作模具钢

二、冷作模具钢

三、塑料模具钢

四、最新模具材料

复习与思考题

第六章铸铁

第一节概述

一、铸铁的特点

二、Fe-C状态图和Fe-C-Si状态图

三、铸铁的石墨化过程

第二节常用铸铁种类

一、灰铸铁

二、可锻铸铁

三、球墨铸铁

四、耐磨铸铁

五、耐蚀铸铁

六、耐热铸铁

复习与思考题

第七章有色金属

第一节铝及铝合金

一、工业纯铝

二、铝合金分类及时效强化

三、变形铝合金

四、铸造铝合金

第二节铜及铜合金

一、工业纯铜

二、铜合金的分类及牌号表示方法

三、黄铜

四、青铜

第三节滑动轴承合金

一、对轴承合金性能的要求

二、轴承合金的组织特征

三、常用的轴承合金

第四节粉末冶金材料

一、粉末冶金法及其应用

二、机械制造中常用的粉末冶金材料

习题与思考题

第八章高分子材料、陶瓷材料及复合材料

第一节高分子材料

一、基本概念

二、高聚物的合成

三、高聚物的分类和命名

四、常用高聚物材料塑料

第二节陶瓷材料

一、概述

二、陶瓷的组成相及其结构

三、陶瓷的性能及应用

第三节复合材料

一、概述

二、复合材料的性能

三、常用复合材料

习题与思考题

第九章铸造成形技术

第一节铸造工艺基础

一、液态合金充型理论

二、铸件的凝固与收缩

三、铸造内应力、变形和裂纹

四、铸件中的气孔

五、铸件的常见缺陷

第二节普通型砂铸造

一、造型方法选择

二、浇注位置与分型面的选择

三、工艺参数的选择

第三节特种铸造

一、熔模铸造

二、金属型铸造

三、压力铸造

四、低压铸造

五、离心铸造

第四节各种铸造方法的比较

第五节铸件结构设计

一、铸件结构与砂型铸造工艺的关系

二、铸件结构与合金铸造性能的关系

复习与思考题

第十章塑性成形加工技术

第一节金属的塑性变形基础

一、金属塑性变形的实质

二、塑性变形后金属的组织和性能

三、金属的可锻性

第二节自由锻

一、自由锻工艺规程的制定

二、高合金钢锻造特点

第三节模型锻造

一、锤上模锻

二、胎模锻

三、摩擦压力机上模锻

四、曲柄压力机上模锻

五、平锻机上模锻

第四节板料冲压

一、分离工序

二、变形工序

三、冲模的分类和构造

四、板料冲压件结构工艺性

第五节特种成形工艺

一、精密模锻

二、零件的挤压

三、零件的轧制

四、超塑性成形

五、摆动碾压

复习与思考题

第十一章焊接技术

第一节电弧焊

一、手工电弧焊的焊接过程

二、电弧焊的冶金过程特点

三、电焊条

四、焊接接头金属组织与性能的变化

五、焊接应力与变形

六、埋弧自动焊

七、气体保护焊

第二节其他常用焊接方法

一、电渣焊

二、等离子弧焊接与切割

三、电阻焊

四、钎焊

第三节常用金属材料的焊接

一、金属材料的可焊性

二、碳钢的焊接

三、合金结构钢的焊接

四、铸铁的焊补

五、有色金属的焊接

第四节焊接结构设计

一、焊接结构件材料的选择

二、焊接方法的选择

三、焊接接头工艺设计

第五节焊接质量检验

一、焊接接头缺陷分析

二、焊接质量检验过程与方法

复习与思考题

第十二章机械零件(模具零件)材料及毛坯制造工艺选择

第一节机械零件(模具零件)的失效机理

一、磨损失效

二、断裂失效

三、塑性变形失效

第二节模具的失效形式

一、冷作模具的工作条件与失效形式

二、热作模具的工作条件与失效形式

三、塑料模具的工作条件与失效形式

第三节失效分析的方法

一、失效分析的主要任务

二、失效分析的方法和步骤

三、失效分析的基本手段

第四节影响模具寿命的因素

一、模具的结构形式

二、模具零件的几何形状

三、模具工作条件

四、模具制造及热处理

第五节机械零件(模具零件)材料的选择

一、选材的一般原则

二、选材的步骤及具体方法

三、典型零件的选材实例分析

复习与思考题

参考文献

　　在认真学习了《国务院关于大力发展职业教育》的决定和教育部有关高职教育的文件，对近年的高职机电类专业的专业基础课和专业课主要教材作了调查，针对目前的问题，结合机械制造类行业的实际需要，在总结近年课改试验的基础上，与企业共同对高职院校制造类(模具)专业的专业基础课和专业课进行整合。按“中国高等职业技术教育研究会文件”［(2007)21号］，建设6～8门优质核心课程，本书为其中之一。本教材较系统地介绍了当前机械制造中的热加工部分和材料选择。教学目标是引导学生的工程意识、质量意识、效益意识和环境保护意识，培养和造就素质高、知识面广的应用型人才，培养综合应用能力，引导学生学会应用所学的理论知识解决一些实际问题。　　本书是贯彻落实2005年11月发布的《国务院关于大力发展职业教育的决定》，按照会议精神，着手课程改革和教材建设编写该书的。本书综合了“金属工艺学”、“工程材料及热处理”、“工模具材料及失效”三门课的内容,突出职业教育要注重实践能力、技能培训和创新能力的特点。全书主要内容包括：材料性能的测试方法和指标表示，金属学基础知识和热处理基本知识，常用金属、非金属和复合材料及金属材料状态图，较详细地介绍了工具和模具材料，较系统地介绍了铸、锻、焊的实质、特点、工艺过程和合理地进行结构设计的工艺原则。同时，还介绍了机械零件和工具、模具失效的形式和原因，介绍了提高各种模具寿命的措施和材料的选择方法。　　本书可作为高职高专机械类、机电类专业教材，也可作为专科和本科高等工科院校近机电专业的教材，以及适用于工程技术人员。