第一章 金属材料的性能本章的学习重点是金属材料的力学性能，要着重理解金属材料在载荷作用下产生变形和破坏的过程，以及各项力学性能指标的含义、试验方法和作用。拉伸试验是测定金属材料静态力学性能指标的最基本的方法，根据拉伸图可以分析计算材料的弹性极限s、屈服强度a、抗拉强度b和塑性指标、。拉伸图反映了被测材料在不同大小的载荷下抵抗变形和破坏的能力以及随载荷的增加材料从弹性变形到塑性变形直至破坏的基本过程。e、b三项指标分别表示材料的最大弹性范围、塑性变形的开始点和最大承载能力，应用时都要根据使用条件再考虑一个安全系数作为材料的许用应力。伸长率和断面收缩率都是反映材料塑性的指标，其中伸长率的数值会因试样长径比的不同而变化，以=5的试样测出的伸长率用5表示，以=10的试样测出的伸长率用10或直接用表示，同一材料的5略大于10。 硬度的测试方法有多种，学习时除了掌握各项硬度指标的测试方法外，还要注意其测试范围和应用特点，对于一个具体零件，必须根据它的形状、尺寸、材料和热处理状态等来选择合适的硬度测试方法，才能正确反映其硬度值。冲击韧性值是反映材料抵抗冲击载荷的能力，韧性是脆性的反义。材料的冲击韧性值易受试样形状和试验温度等因素影响，并由于绝大多数零件或构件在使用时不是一次冲坏，因此冲击韧性值只能作为衡量材料韧性的参考指标。在进行金属材料力学性能的计算时，除了正确运用公式之外，特别要注意的是正确使用各物理量的单位。当已知量的单位与公式中注明的单位不一致时要进行换算，计算结果也应采用规定的单位。对几次重要的力学性能最好通过实验来加以认识。第二章 金属的晶体构造和结晶过程本章学习金属与合金的微观结构。它是除化学成分外，决定其性能（尤其是力学性能）优劣的另一个重要因素，是理解和掌握金属基本组织及其特性的理论基础。本章的重点提示如下：1、单晶体与多晶体的区别，常见的三种晶格类型及实际晶体中存在的主要缺陷。2、金属结晶的必要条件和基本过程（形核与核长大），控制晶粒大小的主要方法。3、纯铁同素异构转变的特点Fe、Fe、Fe的区别。4、合金的三种不同类型晶体结构(固溶体、化合物、机械混合物)的主要特征，在此基础上能对典型的二元系合金相图（匀晶、共晶、共析）具有一定的分析能力。本章部分复习思考题题解:9.(1)有 （2）有 （3）无10.(1)否 （2）是 （3）否11.（1）金属型晶粒细 （2）低温浇注细 （3）铸成薄片细 （4）浇注时振动细14.（2）见图1第三章 铁碳合金本章学习铁碳合金的五种基本组织及其力学性能，以及这些组织的分布状况与含碳量、温度间的相互关系。掌握了这个变化规律则为今后合理选材与制订冷、热加工工艺有着十分重要的现实意义。铁碳合金的基本组织都是微观的显微组织，需要借助于金相显微镜放大后才能加以观察和识别。为了加深对所学内容的理解，要求自学者能参观一个工厂的金相室，通过金相显微组织观察，对室温下典型成分铁碳合金的基本组织（如：F+P、P、F+Fe3C等）加以观察和识别。这是学好本章内容的一个很重要的实践性教学环节。本章部分复习思考题题解：6.（1）0.3C (2)0.50C (3)0.75C7.HBS=149.6 =32.613.测硬度 观察金相显微组织 在高速砂轮上打磨，根据火花特征来区别。第四章 钢的热处理本章讲授的钢的热处理是一种通过加热、保温、冷却过程达到改变钢的内部组织（或同时改变成分与组织），从而改变其性能的工艺方法。为了能深入的理解和掌握这些工艺方法，学会正确的制订各类零件或工具的热处理工艺方案，要求学员能下一个工厂的热处理车间（时间约23天），接触和了解生产实际，增加对普通热处理和表面热处理工艺方法、设备、应用等情况的感知认识，这对学好本章内容来说，无疑是一个不可缺少的环节。本章部分复习思考题题解：2. (1)否 （2）是 （3）否 （4）是11. （前）不能。因为调制处理已经过560以上回火，获得了回火索氏体，再经200回火对组织和硬度毫无作用。（后）能。再经560回火能使原先的回火M转变成回火C，这样硬度便降下来了。17.结果得到的组织为，硬度大不到要求，需更换材料。18.（1） （2） （3） （4） （5） （6）原因：（1）无组织变化 （2）两相区淬火得F+M混合组织 （3）正常淬火组织M（4）无组织变化 （5）正常淬火组织M+ Fe3C （6）粗大M组织19.(1) F+S用于提高强度、硬度、改善切削加工性 （2）F+S用于提高强韧性，可以替代一般工件的调制处理 （3）S+ Fe3C用于降低脆性，消除组织中出现的网状渗碳体。23.45钢。下料-锻造-正火（或退火）-粗加工-调制处理-精加工-齿表面感应表面淬火，低温回火-磨削。24.(1) 凸轮20钢渗碳、淬火HRC5662 (2) 丝锥T12钢 淬硬HRC6064。 （3）齿轮45钢 调质HRC2225，表淬HRC5055。 (4)小轴45钢 调质HRC2225，也可用正火代替。第五章 常用金属材料本章学习常用金属材料的种类、牌号、热处理特点及其应用范围。本章的重点提示如下：1.碳素结构钢新牌号的表示方法及其性能与应用。2.低碳钢、中碳钢、高碳钢在牌号、热处理方法、性能及其应用方面的区别。3.碳素工具钢的牌号与优质碳素结构钢的区别，冲击工具、测量工具、切削工具、模具宜选用的钢种，它们的主要的热处理方法及其性能。4.合金钢的力学性能优于碳钢的原因，合金钢牌号表示方法的特点。合金结构钢、合金工具钢、特殊用途刚的种类，它们在化学成分、热处理方法、性能及其应用方面的主要区别。5.形变铝合金的种类、牌号、主要成分、热处理特点、性能及其应用。6.常用加工黄铜与加工青铜的种类、牌号、主要成分、性能及其应用。第六章 非金属材料本章学习常用非金属材料（工程塑料、橡胶、陶瓷、复合材料）的种类、主要特征及其应用。本章的重点提示如下：1.工程塑料的组成、特性与主要成型加工方法，常用工程塑料的种类、特点和用途。2.合成橡胶的主要成分与特性，常用合成橡胶的种类、特点和用途。3.陶瓷材料的主要成分与特性，常用工业陶瓷的种类、特点和用途。4.复合材料的种类和特性，玻璃钢的组成、特点与应用，碳纤维复合材料的组成、特点与应用。 第七章 铸造生产的基本概念和工艺特点砂型铸造是一种传统的，也是最基本的铸造方法，其生产过程大致可分为一下几个步骤：1. 准备工作，包括模样、芯盆的制造和造型材料的制备。2. 造型和造芯并进行装配合箱。3. 熔炼金属与浇注。4. 铸件的清理。7-1 砂型制造一 造型材料是影响铸件质量的重要环节，在了解造型材料各部分组成的基础上，宜将造型材料的组成、性能和铸造缺陷这三者联系起来加以分析和理解。例如：粘土含量高，会使型砂的强度提高，但透气性和退让性差，容易使铸件产生气孔、内应力甚至裂纹。而在砂型中混入适当木屑后可增加透气性，也提高了退让性。二 造型和造芯是砂型铸造的基本操作，具有很强的实践性，光从书本上学习难以达到要求。建议自学者创造条件深入生产现场，通过实际操作来获得感性认识，加深对这部分内容的理解。如果对造型工程和各种造型方法理解不透，就不可能真正理解铸造，本篇的后续内容也无法掌握。自学者对此应予以足够重视。7-2 铸造工艺的制定本节的重点和难点都是分型面和浇注系统的选择。为了便于造型时起模，分型面通常设在铸件沿起模方向上截面尺寸最大之处，并从铸件质量和铸造工艺的角度考虑，兼顾书中所讲的几项原则。由于铸件千变万化，在确定分型面和浇注位置时要根据铸件的具体要求作全面、综合的分析，选择最佳方案。在确定模样的形状和尺寸时，须在零件图的基础上再增加加工面的加工余量、收缩量、起模斜度和芯头等。对浇注系统的各组成部分要求掌握其形式和作用。本章部分复习思考题题解如下：第9题图7-33b（图2）（一） 工艺分析 此铸件属小型铸件，50孔应铸出，该处有质量要求。（二） 方案分析 分型方案可用整模造型，但因A处突凸起，将阻碍起模，且凸出部分尺寸较大，难以使用活块。此外，50孔不在分型面上，使型芯的安置很复杂，该方案基本上无实用性。方案采用分模造型，取对称面为分型面，问题是B处阻碍起模，同样也不适合采用活块。方案采用整模造型，型芯垂直设置。图中C处将阻碍起模，但因C处凸出部分是一较小的局部，可采用活块造型，所以方案可行。第9题图7-33C（图3）（一） 工艺分析 此铸件外型结构并不复杂，但有一个较大的半开放的空腔，上部孔应考虑铸出。（二） 方案选择方案（图3a）习惯上这类零件先考虑用对称面作分型面，采用该方案时，圆孔和空腔部分必须用型芯做出，且型芯尺寸较大。 方案 (图3b)以搭子底面作分型面，虚线处为模样的分模面。其优点是不用做大型芯而由吊砂形成铸件的空腔，上部小孔下型芯做出。方案 （图3b）分型方案同方案，但采用的是整模、挖砂的造型方法。铸件在一个砂箱内，同样用吊砂形成铸件空腔。上述三种方法原则上都可采用，当生产批量不大时，方案比较方便可行。第八章 合金的铸造性能合金的铸造性能是合金对铸造工艺的适应性。本章重点介绍的是流动性和收缩性，自学时应注重其基本概念、影响因素及其所造成的铸件缺陷和预防措施。作为本章学习的自我检查，可将本章与第七章中所提到的各种铸件缺陷归纳整理，分析其产生的原因和应当采取的措施。铸件缩孔、缩松、内应力、变形、裂纹等缺陷的产生都与合金的收缩有关，应予以重视。同时凝固和顺序凝固是控制铸件凝固顺序以防止缩孔的二种方法，自学时应了解其原理和应用时必须注意的问题。第九章 铁铸件的生产本章的自学要点是三种铸铁（灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁）的牌号、组织、性能及影响因素、热处理方法，制取方法和用途。铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，其所含的碳绝大部分是以石墨的形式存在（白口铸铁除外）。而石墨的数量、分布和存在形态则是影响铸铁性能的关键所在。由铸铁的性能和制取方法决定了各种铸铁的用途，自学者可根据这一线索去理解和分析本章内容。在铸造生产中，对石墨形成过程的控制是通过对铸铁化学成分和冷却速度的控制来实现的。可锻铸铁的团絮状石墨和球墨铸铁的球状石墨还需用特殊的方法获取。在此过程中，再加入孕育剂可影响铸铁的结晶过程以获得细化的组织，使铸铁的强度，硬度提高。铸铁中的石墨一旦形成，其形状和分布情况就无法再改变，石墨的尺寸也不可能再减小。铸铁的熔炼过程和铸件的清理方法是铁铸件生产的一般常识，自学者对此也应所了解。