金屬工藝學（簡體書）

《全國本科院校機械類創新型應用人才培養規劃教材：金屬工藝學》是按照高等學校機械學科本科專業規範、培養方案和課程教學大綱的要求，組織富有多年教學經驗的教學一線骨幹教師編寫的，主要包括金屬材料導論、鑄造、鍛壓、焊接、金屬切削加工等內容。每章後面附有習題。
《全國本科院校機械類創新型應用人才培養規劃教材：金屬工藝學》十分注重學生獲取知識、分析問題與解決工程技術問題能力的培養，特別注重學生工程素質與創新思維能力的提高。在本書的編寫內容上既體現了現代製造技術、材料科學和現代信息技術的密切交叉與融合，又體現了工程材料和製造技術的歷史傳承與發展趨勢。，
《全國本科院校機械類創新型應用人才培養規劃教材：金屬工藝學》可作為高等工科院校、高等農林院校等機械類、近機類各專業的教材和參考書，也可作為高職類工科院校及機械製造工程技術人員的學習參考書。．

《全國本科院校機械類創新型應用人才培養規劃教材:金屬工藝學》介紹基本知識及綜合工藝的過程，反映機械制早的新工藝和新成就，突出學生創新素質和能力的培養。《全國本科院校機械類創新型應用人才培養規劃教材:金屬工藝學》可作為高等工科院校、高等農林院校等機械類、近機類各專業的教材和參考書，也可作為高職類工科院校及機械制造工程技術人員的學習參考書。

“金屬工藝學”課程是學生要學習的機械製造系列課程中必不可少的先修課程，是機械類專業學生必修的一門主幹技術基礎課程，也是近機類和部分非機類專業普遍開設的一門課程。
“金屬工藝學”是一門實踐性很強的技術基礎課程，是研究產品從原材料到合格零件或機器的製造工藝技術的科學。機械製造的生產過程一般是先用鑄造、鍛壓或焊接等成形方法將材料製作成零件的毛坯（或半成品），再經切削加工製成尺寸精確的零件，最後把零件裝配成機器。毛坯材料和成形方法的選用直接影響零件的質量、成本和生產率。要合理選擇毛坯種類和成形方法，必須掌握各種材料的性能、特點、應用及各種成形方法的工藝實質、成形特點和選擇方法。
通過本課程的學習，學生將在工程實踐過程中通過獨立實踐操作和綜合工藝過程訓練所獲得的豐富的感性知識條理化，並上升到理性知識，實現認識的第一次飛躍；然後通過後續課程的學習和創新實踐過程實現從理性知識到指導實踐的第二次飛躍。
工科院校是培養工程師的搖籃，“金屬工藝學”課程是提供工程師所應具備的基本知識和工程素質、實踐能力、創新設計能力的基礎課程。
本書是按照高等學校機械學科本科專業規範、培養方案和課程教學大綱的要求，合理定位，由長期在教學第一線從事教學工作，富有教學經驗的教師立足於21世紀機械製造學科發展的需要，以科學性、先進性、系統性和實用性為目標進行編寫的，以適應不同類型、不同層次的學校教學的需要。
本書既注重學生獲取知識、分析問題與解決工程技術問題能力的培養，又注重學生工程素質與創新思維能力的培養。在本書的編寫上既體現了現代製造技術、材料科學、現代信息技術的密切交叉與融合，又體現了工程材料和製造技術的歷史傳承和發展趨勢。在內容的選擇和編寫上本書具有如下特點。
（1）本書的編寫力求適應機械類及近機類專業的應用實際，力求處理好常規工藝與現代新技術的關係。
（2）內容的選擇和安排上既係統豐富又重點突出，每個章節既相互聯繫，又相對獨立，以便適應不同專業、不同學習背景、不同學時、不同層次的學生選用。
（3）介紹現代機械製造技術的概念，反映機械製造新工藝和新成就，開闊學生視野，培養學生的創新素質和能力。
（4）在內容的選擇和安排上考慮到了機械類各專業的不同需要，具有一定的通用性。
（5）為加深學生對課程內容的理解、掌握和鞏固所學的基本知識，在分析問題和獨立解決問題的能力方面得到應有的訓練，每章後附有習題，供學生學完有關內容後及時進行消化和復習。

第0章 緒論
0.1 本課程的性質、地位和作用
0.2 本課程的內容和特點
0.3 本課程的主要任務和教學方法
第1章 金屬材料導論
1.1 金屬材料的力學性能
1.1.1 強度
I.1.2 塑性
I.1.3 硬度
1.1.4 沖擊韌度
1.1.5 疲勞強度
1.2 金屬的結晶構造和結晶過程
1.2.1 金屬品格基本類型
1.2.2 金屬的結晶過程
1.2.3 純鐵的同素異構轉變
1.2.4 合金的基本顯微組織結構
1.2.5 二元合金相圖簡介
1.3 鐵碳合金
1.3.1 鐵碳合金基本組織
1.3.2 鐵碳合金狀態圖
1.3.3 含碳量對碳鋼組織和性能的影響
1.4 鋼的熱處理
1.4.1 鋼的普通熱處理
1.4.2 鋼的表面熱處理
1.5 金屬的分類、牌號及應用
1.5.1 碳素鋼
1.5.2 合金鋼
1.5.3 鑄鐵
1.5.4 有色金屬
小結
習題
第2章 鑄造
2.1 合金的鑄造性能
2.1.1 合金的流動性及其影響因素
2.1.2 鑄件的凝固方式
2.1.3 鑄造合金的收縮
2.1.4 鑄造應力、變形、裂紋
2.2 常用鑄造合金的鑄造性能特點
2.3 砂型鑄造
2.3.1 造型方法
2.3.2 鑄造工藝設計
2.4 特種鑄造
2.4.1 熔模鑄造（失蠟鑄造）
2.4.2 金屬型鑄造
2.4.3 壓力鑄造
2.4.4 低壓鑄造
2.4.5 離心鑄造
2.4.6 鑄造方法的選擇
2.5 鑄件結構設計
2.5.1 鑄造工藝對鑄件結構設計的要求
2.5.2 合金鑄造性能對鑄件結構設計的要求
2.5.3 不同鑄造方法對鑄件結構的要求
小結
習題
第3章 鍛壓
3.1 金屬的塑性變形與再結晶
3.1.1 金屬的塑性變形
3.1.2 金屬的加工硬化
3.1.3 回復與再結晶
3.1.4 纖維組織
3.1.5 金屬的可鍛性
3.2 自由鍛造
3.2.1 自由鍛造的特點和應用
3.2.2 自由鍛造工序
3.2.3 自由鍛造工藝規程
3.3 模型鍛造
3.3.1 模鍛生產的特點和應用
3.3.2 錘上模鍛的特點與應用
3.4 板料沖壓
3.4.1 板料沖壓基本工序
3.4.2 落料、沖孔、拉深的應用
小結
習題
第4章 焊接
4.1 手工電弧焊
4.1.1 焊接過程和冶金過程特點
4.1.2 電焊條
4.1.3 焊接熱影響區的組織與性能
4.2 焊接應力與變形
4.2.1 焊接應力
4.2.2 焊接變形
4.3 其他焊接方法
4.3.1 埋弧焊
4.3.2 氣體保護焊
4.3.3 電渣焊
4.3.4 電阻焊
4.3.5 釬焊
4.4 常用金屬材料的焊接
4.4.1 金屬材料的焊接性
4.4.2 碳鋼及低合金結構鋼的焊接
4.4.3 鑄鐵的焊補
4.5 焊接件的結構設計
小結
習題
第5章 金屬切削加工
5.1 金屬切削加工基礎知識
5.1.1 切削運動
5.1.2 切削要素
5.2 金屬切削刀具
5.2.1 刀具常用材料
5.2.2 刀具主要角度及其作用
5.3 切削過程的物理現象
5.3.1 切屑的形成及其類型
5.3.2 積屑瘤
5.3.3 切削力與切削功率
5.3.4 切削熱和切削溫度
5.3.5 刀具磨損和刀具耐用度
5.4 切削加工技術經濟分析
5.4.1 切削加工的技術經濟指標
5.4.2 切削用量的合理選擇
5.4.3 切削液的選用
5.4.4 材料的切削加工性
5.5 金屬切削機床
5.5.1 機床的分類和結構
5.5.2機床的傳動
5.5.3 自動機床和數控機床簡介
5.6 常用加工方法的工藝特點及應用
5.6.1 車削
5.6.2 鉆鏜削
5.6.3 刨插削
5.6.4 銑削
5.6.5 磨削
5.7 精密加工和特種加工簡介
5.7.1精密加工
5.7.2 特種加工簡介
5.8 典型表面加工分析
5.8.1 外圓表面加工
5.8.2 內圓表面加工
5.8.3 平面加工
5.8.4 成形表面加工
5.8.5 螺紋表面加工
5.8.6 齒輪表面加工
5.9 機械加工工藝過程
5.9.1 機械加工工藝過程的基本概念
5.9.2 典型零件加工工藝過程的擬定
5.9.3 零件切削加工結構工藝性
小結
習題
參考文獻

退火可以降低鋼的硬度，有利于切削加工；細化鋼中的粗大晶粒，改善組織和性能；增加鋼的塑性和韌性；消除內應力，為淬火做好組織準備。
退火的種類很多，包括完全退火、球化退火、擴散退火、再結晶退火及去應力退火等。完全退火最為常見，主要用于亞共析鋼的鑄件、鍛件和焊件。它是將工件加熱到A3線以上30-50℃，保溫一定的時間，使組織完全轉變為均勻的奧氏體，然后緩慢冷卻，獲得鐵素體和珠光體。完全退火可以使鑄、鍛、焊件中的粗大晶粒細化；改善鋼鐵中的不均勻組織，降低鋼鐵的硬度，利于切削加工。另外，完全退火也可以消除鋼鐵中的內應力。球化退火與完全退火的作用有所不同，這里不作詳述。另外，鑄鐵件也經常采用完全退火，主要是為了消除應力、均勻組織和降低硬度等。
2.正火
正火是將鋼加熱到A3（亞共析鋼）、A1（共析鋼）和Acm（過共析鋼）以上30-50℃（圖1.38），保溫適當時間后，出爐在空氣中冷卻的熱處理工藝。
正火的作用與退火有許多相似之處，但正火的冷卻速度較快，所得到的組織較細，如共析鋼正火后得到索氏體組織，即細密的珠光體組織。
正火后鋼的硬度和強度較退火略高，這對低、中碳鋼的切削加工性能有利。但消除內應力不如退火徹底。過共析鋼中的滲碳體有時以網狀分布在晶界上，影響鋼的正常性能，采用正火可以使網狀滲碳體消除網狀分布。正火的冷卻過程不占用設備，因而生產上經常用正火來代替退火。
正火常用于普通構件，如螺釘、不重要的軸類等工件的最終熱處理；較重要件大多利用正火作為預先熱處理。
3.淬火
淬火是將鋼加熱到A3（亞共析鋼）、A1（共析鋼和過共析鋼）線以上30-50℃ （圖1.39），保溫后在水或油中快速冷卻的熱處理工藝。
馬氏體強化是鋼的主要強化手段，因此淬火的目的就是為了獲得馬氏體，提高鋼的力學性能。淬火是鋼的最重要的熱處理工藝，也是熱處理中應用最廣的工藝之一。
淬火工藝的實質是奧氏體化后進行馬氏體轉變（或下貝氏體轉變）。淬火鋼得到的組織主要是馬氏體（或下貝氏體），此外，還有少量的殘余奧氏體及未溶的第二相。各種工具、模具和許多重要件都要通過淬火來改善力學性能。