目录
前言
二维码清单
模块1测定工程材料的常见性能指标
引导案例——金属疲劳引发的一起航空事故
单元1.1认识工程材料及其性能
1.1.1认识常用工程材料
1.1.2分析工程材料的常用性能
单元1.2测定金属材料的常用力学性能
1.2.1分析金属材料所受载荷与常用力学性能
1.2.2什么是强度
1.2.3什么是塑性
1.2.4测定硬度
1.2.5韧性的工程意义
1.2.6提高材料的疲劳强度
单元1.3金属材料的物理性能和化学性能
1.3.1物理性能
1.3.2化学性能
单元1.4分析金属材料的工艺性能
实践任务1测定金属材料的拉伸性能指标
实践任务2测定金属材料的硬度
课后能力拓展
案例释疑
拓展阅读——材料的发展历史
模块小结
模块考核与评价
模块2分析金属的晶体结构与塑性变形
引导案例——我国古老的冰糖制作与金属结晶的秘密
单元2.1分析纯金属的晶体结构
2.1.1晶体与非晶体
2.1.2晶体结构
2.1.3金属晶格的类型
2.1.4实际金属的晶体结构
2.1.5实际金属的晶体缺陷
单元2.2控制金属的结晶粒度大小
2.2.1纯金属的过冷现象与过冷度
2.2.2纯金属的结晶过程
2.2.3合金铸件(或铸锭)结晶分析
2.2.4晶粒大小及其控制
单元2.3探究合金的晶体结构
2.3.1合金的基本概念
2.3.2合金的相结构
单元2.4探究金属的冷塑性变形
2.4.1金属的塑性变形
2.4.2金属的冷塑性变形
2.4.3冷塑性变形金属在加热时的回复与再结晶
单元2.5探究金属的热塑性变形
2.5.1热加工与冷加工的区别
2.5.2热加工对金属组织和性能的影响
实践任务3研究金属的塑性变形与再结晶
课后能力拓展
案例释疑
拓展阅读——“钢铁院士”崔崑:矢志于祖国钢铁,一生大爱显情怀
模块小结
模块考核与评价
模块3选用铁碳合金及碳素钢
引导案例——金属杂质引发的钢桥、巨轮严冬断裂大事故
单元3.1分析铁碳合金基本组织及其相图
3.1.1工业纯铁
3.1.2铁碳合金的基本组织
3.1.3铁碳合金相图
3.1.4铁碳合金的分类
3.1.5典型铁碳合金的结晶过程
3.1.6碳含量对钢性能的影响
3.1.7铁碳合金相图在工业中的应用
单元3.2认识碳素钢(非合金钢)
3.2.1常存杂质元素对碳素钢性能的影响
3.2.2碳素钢的分类
3.2.3钢材的品种
单元3.3选用碳素结构钢
3.3.1普通碳素结构钢
3.3.2优质碳素结构钢
单元3.4选用碳素工具钢
单元3.5选用铸造碳钢
实践任务4调查钢材市场
课后能力拓展
案例释疑
拓展阅读——“大国工匠”卢仁峰:为国之重器增辉的“独手焊侠”
模块小结
模块考核与评价
模块4对钢进行热处理改性
引导案例——“神刀匠”蒲元精湛的热处理技术
单元4.1认识钢的热处理
单元4.2探究钢在加热时的转变
4.2.1钢在加热和冷却时的固态临界点
4.2.2钢在加热时的组织转变过程
4.2.3加热时奥氏体的晶粒大小及控制
单元4.3探究钢在冷却时的转变
4.3.1过冷奥氏体的等温转变
4.3.2过冷奥氏体的连续冷却转变
单元4.4对钢进行退火和正火
4.4.1钢的退火
4.4.2钢的正火
4.4.3退火与正火的应用选择
单元4.5对钢进行淬火
4.5.1钢的淬火工艺
4.5.2淬火方法
4.5.3钢的淬透性与淬硬性
4.5.4钢的淬火缺陷及预防
单元4.6对淬火钢进行回火
4.6.1淬火钢回火的目的
4.6.2常用的回火方法
4.6.3回火脆性
单元4.7对钢表面进行热处理
4.7.1钢的表面淬火
4.7.2钢的化学热处理
单元4.8掌握其他热处理技术
4.8.1时效处理
4.8.2形变热处理
4.8.3真空热处理
4.8.4可控气氛热处理
4.8.5表面气相沉积
单元4.9选择合理的热处理方案及工艺位置
4.9.1常用热处理方案的选择
4.9.2热处理工艺位置安排
单元4.10分析零件的热处理结构工艺
实践任务5对碳素钢进行热处理
课后能力拓展
案例释疑
拓展阅读——我国古代的热处理工艺
模块小结
模块考核与评价
模块5选用合金钢及硬质合金
引导案例——世界最长公铁两用桥南京长江大桥背后的钢铁材料
单元5.1认识合金钢
单元5.2学习合金钢的分类和牌号
5.2.1合金钢的分类
5.2.2合金钢的牌号
单元5.3探究合金元素在钢中的作用
5.3.1合金元素对钢力学性能的影响
5.3.2合金元素对钢热处理性能的影响
5.3.3合金元素对钢加工工艺性能的影响
单元5.4选用合金结构钢
5.4.1工程构件用合金钢
5.4.2机械结构用合金钢
单元5.5选用合金工具钢
5.5.1合金量具钢
5.5.2合金刃具钢
5.5.3耐冲击工具钢
5.5.4合金模具钢
单元5.6选用特殊性能合金钢
5.6.1不锈钢
5.6.2耐热钢
5.6.3耐磨钢
5.6.4易切削结构钢
单元5.7选用硬质合金
5.7.1硬质合金的应用与特性
5.7.2常用硬质合金
实践任务6辨认分析高速工具钢与硬质合金刀具
课后能力拓展
案例释疑
拓展阅读——古代的“宝刀”是如何炼成的
模块小结
模块考核与评价
模块6选用各类铸铁材料
引导案例——我国最大铸铁文物沧州铁狮子背后的材料秘密
单元6.1认识铸铁
6.1.1铸铁的成分及性能特点
6.1.2铸铁的分类及应用
单元6.2分析选用灰铸铁
6.2.1灰铸铁的成分、组织与性能特点
6.2.2灰铸铁的牌号和应用
6.2.3灰铸铁的孕育处理
6.2.4灰铸铁的热处理
单元6.3分析选用球墨铸铁
6.3.1球墨铸铁的组织与性能
6.3.2球墨铸铁的牌号及用途
6.3.3球墨铸铁的热处理
单元6.4分析选用可锻铸铁
6.4.1可锻铸铁的生产过程及成分
6.4.2可锻铸铁的组织与性能
6.4.3可锻铸铁的牌号及用途
单元6.5分析选用蠕墨铸铁及特殊性能铸铁
6.5.1蠕墨铸铁
6.5.2特殊性能铸铁
实践任务7观察分析铁碳合金的显微组织
课后能力拓展
案例释疑
拓展阅读——钢铁材料的生产工艺简介
模块小结
模块考核与评价
模块7选用有色金属及其合金
引导案例——中国国家大剧院使用的新合金材料
单元7.1认识有色金属
单元7.2选用铜及铜合金
7.2.1工业纯铜
7.2.2铜合金
单元7.3选用铝及铝合金
7.3.1工业纯铝
7.3.2铝合金
7.3.3铝合金的热处理
单元7.4选用钛及钛合金
7.4.1工业纯钛
7.4.2钛合金
7.4.3钛合金的主要应用
单元7.5选用镁及镁合金
7.5.1纯镁的性能特点
7.5.2镁合金的性能特点
7.5.3镁合金的分类及应用
7.5.4镁合金应用的发展
单元7.6选用滑动轴承合金
7.6.1轴承及轴承合金的类别
7.6.2铅基轴承合金
7.6.3锡基轴承合金
7.6.4铝基轴承合金
7.6.5铜基轴承合金
课后能力拓展
案例释疑
拓展阅读——“大国工匠”郑志明:把最基础的事情做到极致就是大师
模块小结
模块考核与评价
模块8选用非金属材料及新型材料
引导案例——记忆功能材料制作的“魔力水车”
单元8.1认识非金属材料
单元8.2选用分析高分子材料
8.2.1塑料
8.2.2橡胶
8.2.3纤维
8.2.4胶粘剂
8.2.5涂料
单元8.3选用分析陶瓷材料
8.3.1陶瓷的分类
8.3.2陶瓷的性能特点
8.3.3常用陶瓷的种类及应用
单元8.4选用分析复合材料
8.4.1复合材料的概念
8.4.2复合材料的分类
8.4.3复合材料的性能特点
8.4.4常用复合材料
单元8.5选用分析新型材料
8.5.1高温材料
8.5.2形状记忆材料
8.5.3超导材料
课后能力拓展
案例释疑
拓展阅读——纳米技术简介
模块小结
模块考核与评价
模块9对机械零件进行选材
引导案例——为1.6mm的细小深孔产品选材
单元9.1分析机械零件的失效形式
9.1.1失效的概念及特征
9.1.2失效的类型
9.1.3失效的原因
单元9.2掌握机械零件材料选择的一般原则
9.2.1使用性能的考虑
9.2.2工艺性能的考虑
9.2.3经济性的考虑
单元9.3对典型零件合理选材
9.3.1轴类零件的选材及热处理
9.3.2齿轮类零件的选材与工艺分析
9.3.3箱体类零件的选材
实践任务8典型主轴零件选材与热处理工艺分析
实践任务9典型齿轮零件选材与加工工艺分析
课后能力拓展
案例释疑
拓展阅读——铝合金汽车轮毂相对传统钢轮毂的优势
模块小结
模块考核与评价
模块10制定零件毛坯的成形
工艺
引导案例——为螺旋起重器选材
单元10.1认识铸造成形工艺
10.1.1铸造概述
10.1.2砂型铸造
10.1.3特种铸造简介
单元10.2合理选用焊接成形工艺
10.2.1焊接概述
10.2.2焊条电弧焊
10.2.3埋弧焊
10.2.4气体保护焊
10.2.5电阻焊
10.2.6等离子弧焊
10.2.7钎焊
单元10.3合理选用锻压成形工艺
10.3.1锻压概述
10.3.2自由锻
10.3.3模锻
10.3.4板料冲压
10.3.5锻压新技术简介
课后能力拓展
案例释疑
拓展阅读——焊接新技术
模块小结
模块考核与评价
附录
附录A压痕直径与布氏硬度
对照表
附录B黑色金属硬度及强度换算表
附录C各类钢铁的牌号表示方法
附录D常用热处理工艺代号及技术
条件的表示方法
参考文献