金屬工藝學(xué)

前言

　　高等職業(yè)技術(shù)教育是我國(guó)高等教育的重要組成部分。從20世紀(jì)90年代末開(kāi)始，伴隨我國(guó)高等教育的快速發(fā)展，高等職業(yè)技術(shù)教育也進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。在短短的幾年時(shí)間內(nèi)，我國(guó)高等職業(yè)技術(shù)教育的規(guī)模，無(wú)論是在校生數(shù)量還是院校的數(shù)量，都已接近高等教育總規(guī)模的半壁江山。因此，高等職業(yè)技術(shù)教育承擔(dān)著為我國(guó)走新型工業(yè)化道路、調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式提供高素質(zhì)技能型人才的重任。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快，特別是隨著我國(guó)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代制造業(yè)急需高素質(zhì)高技能的專業(yè)人才?！　榱耸垢呗毟邔C(jī)電類專業(yè)畢業(yè)生滿足市場(chǎng)需求，具備企業(yè)所需的知識(shí)能力和專業(yè)素質(zhì)，高職高專院校的機(jī)電類專業(yè)根據(jù)市場(chǎng)和社會(huì)需要，努力建立培養(yǎng)企業(yè)生產(chǎn)第一線所需的高等職業(yè)技術(shù)應(yīng)用型人才的教學(xué)體系和教材資源環(huán)境，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，積極探討機(jī)電類專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式，大力推進(jìn)精品專業(yè)、精品課程和教材建設(shè)。因此，組織編寫(xiě)符合高等職業(yè)教育特色的機(jī)電類專業(yè)規(guī)劃教材是高等職業(yè)技術(shù)教育發(fā)展的需要?！　〗滩慕ㄔO(shè)是高等學(xué)校建設(shè)的一項(xiàng)基本內(nèi)容，高質(zhì)量的教材是培養(yǎng)合格人才的基本保證。大力發(fā)展高等職業(yè)教育，培養(yǎng)和造就適應(yīng)生產(chǎn)、建沒(méi)、管理、服務(wù)第一線需要的高素質(zhì)技能型人才，要求我們必須重視高等職業(yè)教育教材改革與建設(shè)，編寫(xiě)和出版具有高等職業(yè)教育自身特色的教材。近年來(lái)，高職教材建設(shè)取得了一定成績(jī)，出版的教材種類有所增加，但與高職發(fā)展需求相比，還存在較大的差距。其中部分教材還沒(méi)有真正過(guò)渡到以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主的體系中來(lái)，高職特色反映也不夠，極少數(shù)教材內(nèi)容過(guò)于淺顯，這些都對(duì)高職人才培養(yǎng)十分不利。因此，做好高職教材改革與建設(shè)工作刻不容緩?！　”本┐髮W(xué)出版社抓住這…時(shí)機(jī)，組織全國(guó)長(zhǎng)期從事高職高專教學(xué)工作并具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的骨干教師，編寫(xiě)了高職高專機(jī)電系列實(shí)用規(guī)劃教材，對(duì)傳統(tǒng)的課程體系進(jìn)行了有效的整合，注意了課程體系結(jié)構(gòu)的調(diào)整，反映系列教材各門(mén)課程之間的滲透與銜接，內(nèi)容合理分配；努力拓寬知識(shí)面，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面進(jìn)行了初步的探索，加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際，突出技能培養(yǎng)和理論知識(shí)的應(yīng)用能力培養(yǎng)，精簡(jiǎn)了理論內(nèi)容，既滿足機(jī)械大類專業(yè)對(duì)理論、技能及其基礎(chǔ)素質(zhì)的要求，同時(shí)提供選擇和創(chuàng)新的空間，以滿足學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)修或探究學(xué)習(xí)的需求：對(duì)專業(yè)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了及時(shí)的更新，反映了技術(shù)的最新發(fā)展，同時(shí)結(jié)合行業(yè)的特色，縮短了學(xué)生專業(yè)技術(shù)技能與生產(chǎn)一線要求的距離，具有鮮明的高等職業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)特色?！　∽詈?，我們感謝參加本系列教材編著和審稿的各位老師所付出的大量卑有成效的辛勤勞動(dòng)，也感謝北京大學(xué)出版社的領(lǐng)導(dǎo)和編輯們對(duì)本系列教材的支持和編審工作。由于編寫(xiě)的時(shí)間緊、相互協(xié)調(diào)難度大等原因，本系列教材還存在一些不足和錯(cuò)漏。我們相信，在使用本系列教材的教師和學(xué)生的關(guān)心和幫助下，不斷改進(jìn)和完善這套教材，使之成為我國(guó)高等職業(yè)技術(shù)教育的教學(xué)改革、課程體系建設(shè)和教材建設(shè)中的優(yōu)秀教材。

內(nèi)容概要

本書(shū)在總結(jié)多年來(lái)金屬工藝學(xué)教學(xué)改革成果基礎(chǔ)上，匯聚了各參編學(xué)校金屬工藝學(xué)教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，體現(xiàn)新工藝、新材料、新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。本書(shū)與《金工實(shí)訓(xùn)》（柴增田主編）教材配套使用，兩本教材內(nèi)容互補(bǔ)而不重疊。全書(shū)共15章，分別包括了金屬的力學(xué)性能、金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、金屬的塑性變形與再結(jié)晶、鐵碳合金、鋼的熱處理、工業(yè)用鋼、鑄 鐵、非鐵金屬材料、非金屬材料與復(fù)合材料、鑄造、鍛壓、焊接、膠接技術(shù)、金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)、各種表面的加工方法，在每章后面都附有考核題?！　”緯?shū)可作為各類職業(yè)技術(shù)院校、高職高專機(jī)械類或近機(jī)類專業(yè)的金屬工藝學(xué)教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員、中等專業(yè)學(xué)校學(xué)生和技術(shù)工人等學(xué)習(xí)選用或參考。

作者簡(jiǎn)介

　　柴增田，承德石油高等?？茖W(xué)校機(jī)械系系主任，教授。

書(shū)籍目錄

第1章 金屬的力學(xué)性能　1.1 強(qiáng)度與塑性　　1.1.1 拉伸試驗(yàn)及拉伸曲線　　1.1.2 常用強(qiáng)度判據(jù)　　1.1.3 塑性判據(jù)　1.2 硬度　　1.2.1 布氏硬度　　1.2.2 洛氏硬度　1.3 韌性與疲勞　　1.3.1 韌性　　1.3.2 疲勞　思考題第2章 金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶　2.1 金屬的晶體結(jié)構(gòu)　　2.1.1 晶體結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)　　2.1.2 3種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)　2.2 金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)　2.3 純金屬的結(jié)晶　　2.3.1 結(jié)晶的基本概念　　2.3.2 結(jié)晶時(shí)晶核的形成和長(zhǎng)大過(guò)程　　2.3.3 金屬結(jié)晶后的晶粒大小　2.4 合金的結(jié)晶　　2.4.1 概述　　2.4.2 合金的相結(jié)構(gòu)　　2.4.3 合金的組織　　2.4.4 二元合金相圖　思考題第3章 金屬的塑性變形與再結(jié)晶　3.1 金屬的塑性變形　　3.1.1 單晶體的塑性變形　　3.1.2 多晶體的塑性變形　　3.1.3 塑性變形后金屬的組織與性能　3.2 變形金屬加熱后的再結(jié)晶　　3.2.1 回復(fù)　　3.2.2 再結(jié)晶　　3.2.3 再結(jié)晶后的晶粒長(zhǎng)大　3.3 金屬的熱變形加工　　3.3.1 熱變形加工與冷變形加工的區(qū)別　　3.3.2 金屬熱變形加工時(shí)組織和性能的變化　思考題第4章 鐵碳合金　4.1 鐵碳合金的組元與基本相　　4.1.1 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變　　4.1.2 鐵碳合金的基本相及其性能　4.2 Fe－Fe3C相圖　4.3 典型合金的結(jié)晶過(guò)程分析　　4.3.1 共析鋼的結(jié)晶過(guò)程分析　　4.3.2 亞共析鋼的結(jié)晶過(guò)程分析　　4.3.3 過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程分析　　4.3.4 共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程分析　　4.3.5 亞共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程分析　　4.3.6 過(guò)共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程分析　4.4 含碳量與鐵碳合金組織及性能的關(guān)系　　4.4.1 鐵碳合金含碳量與組織的關(guān)系　　4.4.2 鐵碳合金含碳量與力學(xué)性能的關(guān)系　4.5 鐵碳相圖的應(yīng)用　　4.5.1 在選材方面的應(yīng)用　　4.5.2 在鑄造方面的應(yīng)用　　4.5.3 在壓力加工方面的應(yīng)用　　4.5.4 在焊接方面的應(yīng)用　　4.5.5 在熱處理方面的應(yīng)用　思考題第5章 鋼的熱處理　5.1 鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變　　5.1.1 奧氏體的形成過(guò)程　　5.1.2 奧氏體晶粒的長(zhǎng)大及其影響因素　5.2 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變　　5.2.1 過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變　　5.2.2 過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變　　5.2.3 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖與等溫冷卻轉(zhuǎn)變圖的對(duì)比分析　5.3 鋼的常用熱處理方法　　5.3.1 鋼的退火　　5.3.2 鋼的正火　　5.3.3 鋼的淬火　　5.3.4 鋼的回火　　5.3.5 鋼的表面熱處理　5.4　熱處理新工藝簡(jiǎn)介　　5.4.1 可控氣氛熱處理　　5.4.2 真空熱處理　　5.4.3 形變熱處理　　5.4.4 化學(xué)熱處理　　5.4.5 激光熱處理和電子束表面淬火　5.5 熱處理工藝的編制　　5.5.1 熱處理技術(shù)條件的確定　　5.5.2 熱處理工序位置的確定　　5.5.3 熱處理零件結(jié)構(gòu)的工藝性　思考題第6章 工業(yè)用鋼第7章 鑄鐵第8章 非鐵金屬材料第9章 非金屬材料與復(fù)合材料第10章 鑄造第11章 鍛壓第12章 焊接第13章 膠接第14章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí) 第15章 各種表面的加工方法

章節(jié)摘錄

　　12.5 常用金屬材料的焊接　　12.5.1 金屬材料的焊接性　　金屬材料的焊接性是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。通俗地說(shuō)就是“好焊”還是“不好焊”。它包括兩方面的內(nèi)容，其一是使用焊接性：即焊接接頭在使用中的可靠性，包括焊接接頭的機(jī)械性能和其他特殊性能（如耐熱性、耐腐蝕性等）。二是工藝焊接性：指焊接加工時(shí)焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，尤其是出現(xiàn)各種裂紋的可能性。　　影響金屬焊接性的主要因素是化學(xué)成分。鋼材在加入各種化學(xué)元素以后，對(duì)焊縫組織性能、夾雜物的分布以及熱影響區(qū)的淬硬程度等影響不同，產(chǎn)生裂紋的傾向也不同。其中，碳對(duì)焊接性的影響最大，其他合金元素對(duì)焊接性的影響可折合成碳的影響，因此常用碳當(dāng)量來(lái)評(píng)定金屬材料的焊接性?！　√间摷昂辖痄摰奶籍?dāng)量計(jì)算公式如下：　　式中化學(xué)元素符號(hào)都表示該元素在鋼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在計(jì)算碳當(dāng)量時(shí)，各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都取成分范圍的上限?！　〗?jīng)驗(yàn)表明，碳當(dāng)量越大，焊接性越差。碳當(dāng)量CE0.6 ％時(shí)，淬硬傾向嚴(yán)重，焊撥！生差，需要較高的預(yù)熱溫度和嚴(yán)格的工藝措施。

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