金屬工藝學(xué)

前言

　　《金屬工藝學(xué)》是高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械類各專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課，是研究零件制造工藝方法的綜合性技術(shù)學(xué)科。它主要研究工程材料的性能及其對(duì)加工工藝方法的影響、各種工藝方法自身的規(guī)律性及其相互聯(lián)系與比較、各種加工方法的加工工藝過(guò)程和結(jié)構(gòu)工藝性，著重闡述常用工程材料及主要加工方法的基本原理和工藝特點(diǎn)，全面講述機(jī)械零件常用材料的選用、毛坯的選擇、機(jī)械零件的加工方法和工藝路線的擬訂及機(jī)械制造的新技術(shù)和新工藝。其兼有基礎(chǔ)性、實(shí)用性、知識(shí)性、實(shí)踐性與創(chuàng)新性等特點(diǎn)，是培養(yǎng)現(xiàn)代復(fù)合型人才的重要基礎(chǔ)課程之一?！　”窘滩氖歉鶕?jù)教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的基本要求，結(jié)合機(jī)械類各專業(yè)的實(shí)際需要，并適應(yīng)高新技術(shù)的發(fā)展，本著理論與實(shí)踐結(jié)合、工藝與原理結(jié)合的原則，系統(tǒng)闡述冷、熱加工工藝方法、特點(diǎn)、規(guī)律性、應(yīng)用及結(jié)構(gòu)工藝性，以服務(wù)于后續(xù)課程和生產(chǎn)實(shí)踐。本書(shū)主要內(nèi)容有：工程材料導(dǎo)論、鑄造、金屬壓力加工、焊接、金屬切削加工等。　　本教材具有下列特點(diǎn)：　?。?）力求符合高等工科院校對(duì)本課程的實(shí)際需要，做到內(nèi)容充實(shí)、重點(diǎn)突出、著眼實(shí)踐，為教學(xué)和生產(chǎn)服務(wù)。各篇自成體系，適應(yīng)性強(qiáng)，主要使用對(duì)象是機(jī)械類各專業(yè)的學(xué)生，同時(shí)也適合不同專業(yè)、不同學(xué)習(xí)背景、不同學(xué)時(shí)、不同層次的學(xué)生選用?！　。?）本書(shū)注重學(xué)生獲取知識(shí)、分析問(wèn)題、解決工程技術(shù)問(wèn)題能力的培養(yǎng)，注重學(xué)生工程素質(zhì)與創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。為此，本教材的編寫既體現(xiàn)了現(xiàn)代制造技術(shù)、材料科學(xué)、現(xiàn)代信息技術(shù)的密切交叉與融合，又體現(xiàn)了工程材料和制造技術(shù)的歷史傳承和發(fā)展趨勢(shì)?！　。?）本書(shū)的編寫力求適應(yīng)機(jī)械類及近機(jī)類專業(yè)的應(yīng)用實(shí)際，力求處理好常規(guī)工藝與現(xiàn)代新技術(shù)的關(guān)系，力求全面介紹現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的概念，反映機(jī)械制造新工藝和新成就，開(kāi)闊學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和能力，并使學(xué)生了解其發(fā)展趨勢(shì)?！　。?）為加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解，掌握和鞏固所學(xué)的基本知識(shí)，在分析問(wèn)題和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力方面得到應(yīng)有的訓(xùn)練，本書(shū)每章后附有習(xí)題，供學(xué)生學(xué)完有關(guān)內(nèi)容后及時(shí)進(jìn)行消化和復(fù)習(xí)?！　⒓颖緯?shū)編寫的人員有：但永紅（第2、3章）；陳云（第9、16章）；熊新紅（第10、11、12、20章，第19章1、2、5節(jié)）；王玉伏（第18、23章）；王志海（第1、6、7章）；張崧（第5章）；吳有章（第17章，第19章3、4節(jié)）；胡建華（第13、14章）；史曉亮（第4章）；羅繼相（緒論，第8、15、21、22章）。全書(shū)由羅繼相統(tǒng)稿。　　本書(shū)在編寫過(guò)程中參考了有關(guān)的教材、專著、資料，并得到眾多同志的支持和幫助，在此一并表示衷心的感謝?！　∮捎跁r(shí)間較緊，加之編者水平有限，書(shū)中難免有不妥和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《金屬工藝學(xué)》是根據(jù)教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的基本要求以及高等學(xué)校機(jī)械學(xué)科本科專業(yè)規(guī)范、培養(yǎng)方案和課程教學(xué)體系的要求，結(jié)合武漢理工大學(xué)《金屬工藝學(xué)教學(xué)大綱》內(nèi)容編寫的。全書(shū)分5篇，共23章，包括工程材料導(dǎo)論、鑄造、金屬壓力加工、焊接、金屬切削加工等內(nèi)容。每篇都介紹了有關(guān)的新工藝和新技術(shù)，以展示各種冷、熱加工工藝的發(fā)展趨勢(shì)?！督饘俟に噷W(xué)》還系統(tǒng)地闡述了工程材料，各種冷熱加工工藝的原理、工藝方法、自身的規(guī)律、相互聯(lián)系及結(jié)構(gòu)工藝性等內(nèi)容?！督饘俟に噷W(xué)》注重理論與實(shí)踐結(jié)合、工藝與原理結(jié)合，每章開(kāi)始前都注有教學(xué)提示和重點(diǎn)內(nèi)容，章末都附有復(fù)習(xí)思考題，以便學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步鞏固和提高。　　《金屬工藝學(xué)》可作為高等工科院校、高等農(nóng)林院校等機(jī)械類、近機(jī)類各專業(yè)的教材和參考書(shū)，也可供機(jī)械制造工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書(shū)籍目錄

O 緒論O.1 本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和地位0.2 本課程的目的、任務(wù)和特點(diǎn)O.2.1 本課程的目的O.2.2 本課程的主要任務(wù)O.2.3 本課程的主要特點(diǎn)第1篇 工程材料導(dǎo)論1 金屬材料的主要性能1.1 金屬材料的力學(xué)性能1.1.1 強(qiáng)度1.1.2 塑性1.1.3 硬度1.1.4 沖擊韌度1.1.5 疲勞強(qiáng)度1.2 金屬材料的物理、化學(xué)性能1.2.1 物理性能lI2.2 化學(xué)性能1.3 金屬材料的工藝性能復(fù)習(xí)思考題2 鐵碳合金2.1 金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)2.1.1 晶體結(jié)構(gòu)及同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變2.1.2 合金的晶體結(jié)構(gòu)2.2 鐵碳合金相圖及其應(yīng)用2.2.1 鐵碳合金的基本相及組織2.2.2 鐵碳合金相圖分析2.2.3 相圖中的鐵碳合金分類2.2.4 典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程分析2.2.5 碳對(duì)鐵碳合金平衡組織和性能的影響2.3 常用的金屬材料及選用2.3.1 鋼中常存雜質(zhì)元素對(duì)鋼的性能的影響2.3.2 鋼的分類2.3.3 碳鋼的牌號(hào)和用途2.3.4 零件選材的一般原則復(fù)習(xí)思考題3 鋼的熱處理3.1 概述3.2 退火和正火3.2.1 退火3.2.2 正火(空冷)3.2.3 退火和正火的選擇3.3 淬火和回火3.3.1 淬火3.3.2 回火3.4 表面淬火和化學(xué)熱處理3.4.1 表面淬火3.4.2 化學(xué)熱處理復(fù)習(xí)思考題4 非金屬材料4.1 高分子材料4.1.1 工程塑料的組成與分類4.1.2 常用工程塑料4.2 陶瓷材料4.2.1 陶瓷的性能4.2.2 常用陶瓷材料及其應(yīng)用4.3 復(fù)合材料4.3.1 復(fù)合材料的性能4.3.2 復(fù)合材料的種類及其應(yīng)用4.4 納米材料復(fù)習(xí)思考題第2篇 鑄造5 鑄造工藝基礎(chǔ)5.1 液態(tài)合金的充型5.1.1 合金的流動(dòng)性5.1.2 澆注條件5.1.3 鑄型填充條件5.1.4 鑄件結(jié)構(gòu)5.2 鑄造合金的凝固與收縮5.2.1 鑄造合金的凝固5.2.2 鑄造合金的收縮5.2.3 鑄件中的縮孔與縮松5.3 鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形與裂紋5.3.1 鑄造應(yīng)力的形成5.3.2 鑄件的變形5.3.3 鑄件的裂紋5.4 鑄件的氣孔與偏析5.4.1 鑄件的氣孔5.4.2 鑄件的偏析復(fù)習(xí)思考題6 常用合金鑄件的生產(chǎn)6.1 鑄鐵件的生產(chǎn)6.1.1 鑄鐵的結(jié)晶過(guò)程和石墨化6.1.2 灰口鑄鐵6.1.3 可鍛鑄鐵6.1.4 球墨鑄鐵6.1.5 蠕墨鑄鐵6.1.6 合金鑄鐵6.2 鑄鋼件的生產(chǎn)6.2.1 鑄鋼的種類6.2.2 鑄鋼的鑄造工藝特點(diǎn)6.3 鑄造有色合金件的生產(chǎn)6.3.1 鋁合金鑄件的生產(chǎn)6.3.2 銅合金鑄件的生產(chǎn)復(fù)習(xí)思考題7 砂型鑄造7.1 造型方法的選擇7.1.1 常見(jiàn)的造型(芯)方法7.1.2 造型生產(chǎn)線7.2 澆注位置和分型面的選擇7.2.1 澆注位置的選擇原則7.2.2 鑄型分型面的確定原則7.3 鑄造工藝參數(shù)的選擇7.3.1 機(jī)械加工余量和鑄孔7.3.2 鑄造收縮率7.3.3 拔模斜度7.3.4 鑄造圓角7.3.5 型芯及其固定7.3.6 澆注系統(tǒng)、冒口和冷鐵7.3.7 鑄造工藝圖中工藝符號(hào)及其表示方法7.3.8 鑄造工藝圖的繪制及工藝分析舉例7.4 鑄件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.4.1 鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求7.4.2 合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求7.4.3 不同鑄造方法對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求復(fù)習(xí)思考題8 特種鑄造8.1 金屬型鑄造8.1.1 金屬鑄型的構(gòu)造及鑄造工藝特點(diǎn)8.1.2 金屬型鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍8.2 壓力鑄造8.2.1 壓鑄機(jī)及其工藝過(guò)程8.2.2 壓力鑄造的特點(diǎn)及適用范圍8.3 低壓鑄造8.3.1 低壓鑄造的工藝過(guò)程8.3.2 低壓鑄造的特點(diǎn)及適用范圍8.4 離心鑄造8.4.1 工藝過(guò)程及分類8.4.2 離心鑄造特點(diǎn)及應(yīng)用8.5 熔模鑄造8.5.1 熔模鑄造的工藝過(guò)程8.5.2 熔模鑄造的特點(diǎn)及適用范圍8.6 陶瓷型鑄造8.6.1 工藝過(guò)程8.6.2 陶瓷型鑄造的特點(diǎn)及適用范圍8.7 消失模鑄造8.7.1 消失模鑄造成形原理8.7.2 消失模鑄造主要特點(diǎn)及應(yīng)用8.8 擠壓鑄造8.8.1 擠壓鑄造工藝原理8.8.2 擠壓鑄造工藝特點(diǎn)及應(yīng)用8.9 半固態(tài)鑄造8.9.1 半固態(tài)鑄造技術(shù)原理8.9.2 半固態(tài)鑄造技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用8.1 0常用鑄造方法的比較復(fù)習(xí)思考題第3篇 金屬壓力加工第4篇 焊接第5篇 金屬切削加工參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1　金屬材料的主要性能　　【教學(xué)提示】　　工程上所用的各種金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料統(tǒng)稱為工程材料。迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)和使用的材料種類繁多，但應(yīng)用最多的還是金屬材料。金屬材料在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用的最主要原因是它具有良好的性能。金屬材料的性能包括材料的使用性能(物理、化學(xué)、力學(xué)性能)和工藝性能(鑄造性能、壓力加工性能、焊接性能、切削加工性能、熱處理性能等)。為了便于材料的生產(chǎn)、應(yīng)用與管理，也為了便于材料的研究與開(kāi)發(fā)，有必要對(duì)材料進(jìn)行分類并研究其性能?！　　窘虒W(xué)要求】　　了解工程材料的分類、性能及測(cè)試方法。重點(diǎn)了解工程材料的力學(xué)性能指標(biāo)和測(cè)試方法，以及各個(gè)指標(biāo)的物理意義。設(shè)計(jì)零件和材料選擇時(shí)要考慮零件的工作環(huán)境，根據(jù)零件或材料承受的載荷情況重點(diǎn)考慮某些力學(xué)性能指標(biāo)?！　?.1　金屬材料的力學(xué)性能　　金屬材料的力學(xué)性能是材料在外力作用下所表現(xiàn)出的性能。力學(xué)性能對(duì)材料的實(shí)用性能和工藝性能有著非常重要的影響。金屬的主要力學(xué)性能有強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、疲勞強(qiáng)度等。　　1.1.1　強(qiáng)度　　材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的強(qiáng)度。根據(jù)外力的作用方式不同，材料的強(qiáng)度分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。在使用中一般多以抗拉強(qiáng)度作為基本的強(qiáng)度指標(biāo)，常簡(jiǎn)稱為強(qiáng)度。強(qiáng)度單位為MPa。

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