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制造工程基礎(chǔ) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030295590
- 條形碼：9787030295590 ; 978-7-03-029559-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
制造工程基礎(chǔ) 內(nèi)容簡介
本書綜合敘述了有關(guān)制造技術(shù)方面所涉及的基礎(chǔ)和專業(yè)知識，并注重現(xiàn)代制造工程發(fā)展的新材料、新工藝、新技術(shù)的介紹。內(nèi)容主要有三大部分：**部分是公差與互換性的基礎(chǔ)知識；第二部分是工程材料與成型技術(shù)的專業(yè)基礎(chǔ)知識；第三部分是制造工藝基礎(chǔ)的專業(yè)知識。本書適合工業(yè)工程類專業(yè)教學和相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考應用。
制造工程基礎(chǔ) 目錄
目錄
上篇 工程材料與成形技術(shù)
第1章 工程材料 3
1.1 工程材料的結(jié)構(gòu)與性能 3
1.1.1 金屬材料的結(jié)構(gòu) 3
1.1.2 非金屬材料的結(jié)構(gòu)與組織 6
1.1.3 工程材料的性能 9
1.2 金屬的結(jié)晶與二元合金相圖 11
1.2.1 金屬的結(jié)晶 11
1.2.2 合金的結(jié)晶 14
1.2.3 鐵碳合金相圖 16
1.3 鋼的熱處理 21
1.3.1 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變 21
1.3.2 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 22
1.3.3 鋼的基本熱處理工藝 24
1.3.4 鋼的表面熱處理工藝 26
1.4 常用工程材料 26
1.4.1 金屬材料 26
1.4.2 非金屬材料 34
思考題與習題 41
第2章 鑄造成形 42
2.1 鑄造成形工藝基礎(chǔ) 42
2.1.1 充型能力 42
2.1.2 合金的收縮 44
2.2 鑄造方法 49
2.2.1 砂型鑄造 49
2.2.2 特種鑄造 52
2.3 鑄造工藝設計 56
2.3.1 澆注位置的選擇 56
2.3.2 鑄型分型面的選擇 57
2.3.3 工藝參數(shù)的確定 58
2.3.4 鑄造工藝圖繪制 60
2.4 常用合金鑄件的生產(chǎn) 62
2.4.1 鑄鐵件的生產(chǎn) 62
2.4.2 鑄鋼件的生產(chǎn) 68
2.4.3 非鐵合金鑄件的生產(chǎn) 70
2.5 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 71
2.5.1 鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求 71
2.5.2 合金的鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求 73
思考題與習題 76
第3章 金屬的塑性成形 77
3.1 塑性成形工藝基礎(chǔ) 77
3.1.1 金屬塑性成形的基本生產(chǎn)方式 77
3.1.2 金屬的塑性變形原理 79
3.1.3 塑性變形后金屬的組織和性能 80
3.1.4 金屬材料的塑性加工性能 83
3.2 鍛壓成形方法 85
3.2.1 自由鍛 85
3.2.2 模鍛 85
3.2.3 板料沖壓 91
3.3 鍛壓成形工藝設計 101
3.3.1 自由鍛工藝規(guī)程制定 101
3.3.2 錘上模鍛工藝規(guī)程制訂 103
3.3.3 沖壓工藝規(guī)程制訂 107
3.4 鍛壓件結(jié)構(gòu)工藝性 108
3.4.1 自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 108
3.4.2 模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 110
3.4.3 沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性 110
思考題與習題 113
第4章 金屬的焊接成形 114
4.1 焊接工藝基礎(chǔ) 114
4.1.1 焊接接頭的組織與性能 114
4.1.2 焊接應力、變形與裂紋 116
4.1.3 金屬的焊接性 121
4.2 常用熔化焊方法 122
4.2.1 焊條電弧焊 123
4.2.2 埋弧焊 126
4.2.3 氣體保護焊 128
4.2.4 電渣焊 129
4.2.5 等離子弧焊 130
4.2.6 電子束焊 131
4.2.7 激光焊與切割 132
4.3 壓力焊與釬焊 133
4.3.1 電阻焊 133
4.3.2 摩擦焊 135
4.3.3 釬焊 136
4.4 常用金屬材料的焊接 138
4.4.1 碳鋼的焊接 138
4.4.2 普通低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接 139
4.4.3 鑄鐵的焊補 139
4.4.4 非鐵金屬的焊接 140
4.5 焊接結(jié)構(gòu)設計 141
4.5.1 焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇 141
4.5.2 焊接方法的選擇 141
4.5.3 焊接接頭工藝設計 141
思考題與習題 145
第5章 非金屬材料的成形 146
5.1 工程塑料成形 146
5.1.1 概述 146
5.1.2 塑料制品成形技術(shù) 146
5.1.3 塑料制品的加工 148
5.1.4 塑料制品結(jié)構(gòu)工藝性 149
5.2 橡膠成形 153
5.2.1 概述 153
5.2.2 橡膠制品成形技術(shù) 153
5.3 陶瓷材料成形 154
5.3.1 概述 154
5.3.2 陶瓷制品成形技術(shù) 154
5.4 復合材料成形 157
5.4.1 概述 157
5.4.2 復合材料成形技術(shù) 157
思考題與習題 159
中篇 機械加工基礎(chǔ)
第6章 金屬切削的基礎(chǔ)知識 162
6.1 金屬切削基本原理 162
6.1.1 切削運動 162
6.1.2 切削要素 163
6.2 金屬切削刀具 165
6.2.1 刀具的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)(車刀)165
6.2.2 刀具材料 168
6.3 金屬切削過程 169
6.3.1 切屑的形成與種類 169
6.3.2 積屑瘤 170
6.3.3 切削力與切削功率 171
6.3.4 切削熱與切削溫度 173
6.3.5 刀具磨損與刀具耐用度 174
6.4 工程材料的切削加工性 176
6.4.1 工程材料的切削加工性 176
6.4.2 改善工程材料切削加工性的主要途徑 177
思考題與習題 181
第7章 金屬切削機床及其運動 182
7.1 機床的分類 182
7.2 機床型號的編制方法 183
7.2.1 型號表示方法 183
7.2.2 機床分類及類代號 183
7.2.3 機床的通用特性代號、結(jié)構(gòu)特性代號 184
7.2.4 機床的組別、系列代號 184
7.2.5 機床主參數(shù)、主軸數(shù)和第二主參數(shù) 184
7.2.6 機床的重大改進順序號 184
7.2.7 其他特性代號 185
7.2.8 企業(yè)代號 185
7.3 機床的組成 185
7.4 機床的運動 186
7.4.1 零件表面的切削加工成形方法 186
7.4.2 機床的運動 186
7.5 機床的傳動 187
7.5.1 機床傳動的基本組成部分 187
7.5.2 機床的傳動鏈 187
7.5.3 機床傳動原理圖 187
7.5.4 機床傳動系統(tǒng)圖和運動計算 188
思考題與習題 190
第8章 常用加工方法及裝備 191
8.1 車削加工 191
8.1.1 車削加工的工藝特點及適用范圍 191
8.1.2 車床的分類、組成及車床的運動分析 192
8.1.3 車刀 193
8.2 銑削加工 194
8.2.1 銑削加工的工藝特點及適用范圍 194
8.2.2 銑床的種類 194
8.2.3 銑刀 196
8.3 刨、插、拉、削加工 198
8.3.1 刨削加工的工藝特點及適用范圍 198
8.3.2 刨床的種類 199
8.3.3 插削加工 200
8.3.4 拉削的工藝特點 200
8.3.5 拉床 201
8.3.6 拉刀 202
8.4 鉆削與鏜削加工 202
8.4.1 鉆削加工 202
8.4.2 鏜削加工 204
8.5 磨削加工 205
8.5.1 磨削加工的工藝特點與適用范圍 205
8.5.2 磨床與磨具 205
8.6 典型表面加工 209
8.6.1 齒形加工方法 209
8.6.2 螺紋加工 210
8.6.3 成型面加工 210
思考題與習題 211
第9章 現(xiàn)代加工方法 212
9.1 精密加工 212
9.1.1 研磨 212
9.1.2 珩磨 212
9.1.3 超級光磨 213
9.1.4 拋光 213
9.2 超精密加工 213
9.3 特種加工 213
9.3.1 電火花加工 214
9.3.2 電化學加工 215
9.3.3 超聲波加工 217
9.3.4 激光加工 218
9.3.5 電子束、離子束加工 218
9.3.6 其他特種加工方法 219
9.4 數(shù)控加工 220
9.4.1 數(shù)控機床簡介 220
9.4.2 數(shù)控機床的編程 222
思考題與習題 223
下篇 機械制造工藝
第10章 機械加工工藝規(guī)程設計 226
10.1 基本概念 226
10.1.1 機械加工工藝過程的組成 226
10.1.2 生產(chǎn)類型與工藝過程的關(guān)系 227
10.1.3 工件的安裝與獲得尺寸的方法 227
10.1.4 制訂工藝規(guī)程的技術(shù)依據(jù)和步驟 229
10.2 定位基準的選擇 229
10.2.1 基準的概念 229
10.2.2 基準不重合的誤差 230
10.2.3 基準的選擇 232
10.3 工藝路線的擬訂 234
10.3.1 加工方法的選擇 234
10.3.2 加工階段的劃分 236
10.3.3 工序的集中與分散 237
10.3.4 加工順序的安排 238
10.4 工序尺寸的確定和工藝尺寸的計算 239
10.4.1 加工余量的確定 239
10.4.2 工序尺寸的確定 241
10.4.3 工藝尺寸鏈 242
10.4.4 工藝尺寸的計算舉例 243
10.5 成組加工工藝規(guī)程 249
10.5.1 概述 249
10.5.2 零件的分類編碼系統(tǒng) 249
10.5.3 成組加工工藝規(guī)程設計 250
10.6 計算機輔助工藝過程設計 251
10.6.1 CAPP系統(tǒng)的基本組成 251
10.6.2 產(chǎn)品信息 251
10.6.3 CAPP系統(tǒng)工藝決策原理與開發(fā)應用 252
思考題與習題 254
第11章 工藝過程質(zhì)量控制 258
11.1 概述 258
11.1.1 加工精度 258
11.1.2 表面質(zhì)量 258
11.2 加工誤差產(chǎn)生的原因 259
11.2.1 理論誤差 260
11.2.2 機床、夾具和刀具本身的誤差 260
11.2.3 機床的調(diào)整誤差 263
11.2.4 工件在機床或夾具上安裝時的定位和夾緊誤差 263
11.2.5 工藝系統(tǒng)受力變形所引起的加工誤差 263
11.2.6 工藝系統(tǒng)熱變形所引起的加工誤差 269
11.2.7 工藝系統(tǒng)磨損所造成的加工誤差 270
11.2.8 工件因內(nèi)應力而引起加工誤差 271
11.2.9 測量誤差 272
11.3 加工后表面層的狀態(tài) 272
11.3.1 表面層的加工硬化 272
11.3.2 表面層的殘余應力 273
11.4 表面質(zhì)量對零件使用性能的影響 274
11.4.1 耐磨性 274
11.4.2 疲勞強度 276
11.4.3 耐蝕性 277
11.4.4 配合質(zhì)量的穩(wěn)定性及可靠性 277
11.5 磨削的表面質(zhì)量 277
11.5.1 燒傷 278
11.5.2 裂紋 279
思考題與習題 280
第12章 機床夾具設計基礎(chǔ) 282
12.1 機床夾具的基本概念 282
12.1.1 夾具的組成 282
12.1.2 夾具的分類 283
12.2 工件在夾具上的定位原理和定位誤差分析
上篇 工程材料與成形技術(shù)
第1章 工程材料 3
1.1 工程材料的結(jié)構(gòu)與性能 3
1.1.1 金屬材料的結(jié)構(gòu) 3
1.1.2 非金屬材料的結(jié)構(gòu)與組織 6
1.1.3 工程材料的性能 9
1.2 金屬的結(jié)晶與二元合金相圖 11
1.2.1 金屬的結(jié)晶 11
1.2.2 合金的結(jié)晶 14
1.2.3 鐵碳合金相圖 16
1.3 鋼的熱處理 21
1.3.1 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變 21
1.3.2 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 22
1.3.3 鋼的基本熱處理工藝 24
1.3.4 鋼的表面熱處理工藝 26
1.4 常用工程材料 26
1.4.1 金屬材料 26
1.4.2 非金屬材料 34
思考題與習題 41
第2章 鑄造成形 42
2.1 鑄造成形工藝基礎(chǔ) 42
2.1.1 充型能力 42
2.1.2 合金的收縮 44
2.2 鑄造方法 49
2.2.1 砂型鑄造 49
2.2.2 特種鑄造 52
2.3 鑄造工藝設計 56
2.3.1 澆注位置的選擇 56
2.3.2 鑄型分型面的選擇 57
2.3.3 工藝參數(shù)的確定 58
2.3.4 鑄造工藝圖繪制 60
2.4 常用合金鑄件的生產(chǎn) 62
2.4.1 鑄鐵件的生產(chǎn) 62
2.4.2 鑄鋼件的生產(chǎn) 68
2.4.3 非鐵合金鑄件的生產(chǎn) 70
2.5 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性 71
2.5.1 鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求 71
2.5.2 合金的鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求 73
思考題與習題 76
第3章 金屬的塑性成形 77
3.1 塑性成形工藝基礎(chǔ) 77
3.1.1 金屬塑性成形的基本生產(chǎn)方式 77
3.1.2 金屬的塑性變形原理 79
3.1.3 塑性變形后金屬的組織和性能 80
3.1.4 金屬材料的塑性加工性能 83
3.2 鍛壓成形方法 85
3.2.1 自由鍛 85
3.2.2 模鍛 85
3.2.3 板料沖壓 91
3.3 鍛壓成形工藝設計 101
3.3.1 自由鍛工藝規(guī)程制定 101
3.3.2 錘上模鍛工藝規(guī)程制訂 103
3.3.3 沖壓工藝規(guī)程制訂 107
3.4 鍛壓件結(jié)構(gòu)工藝性 108
3.4.1 自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 108
3.4.2 模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性 110
3.4.3 沖壓件結(jié)構(gòu)工藝性 110
思考題與習題 113
第4章 金屬的焊接成形 114
4.1 焊接工藝基礎(chǔ) 114
4.1.1 焊接接頭的組織與性能 114
4.1.2 焊接應力、變形與裂紋 116
4.1.3 金屬的焊接性 121
4.2 常用熔化焊方法 122
4.2.1 焊條電弧焊 123
4.2.2 埋弧焊 126
4.2.3 氣體保護焊 128
4.2.4 電渣焊 129
4.2.5 等離子弧焊 130
4.2.6 電子束焊 131
4.2.7 激光焊與切割 132
4.3 壓力焊與釬焊 133
4.3.1 電阻焊 133
4.3.2 摩擦焊 135
4.3.3 釬焊 136
4.4 常用金屬材料的焊接 138
4.4.1 碳鋼的焊接 138
4.4.2 普通低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接 139
4.4.3 鑄鐵的焊補 139
4.4.4 非鐵金屬的焊接 140
4.5 焊接結(jié)構(gòu)設計 141
4.5.1 焊接結(jié)構(gòu)材料的選擇 141
4.5.2 焊接方法的選擇 141
4.5.3 焊接接頭工藝設計 141
思考題與習題 145
第5章 非金屬材料的成形 146
5.1 工程塑料成形 146
5.1.1 概述 146
5.1.2 塑料制品成形技術(shù) 146
5.1.3 塑料制品的加工 148
5.1.4 塑料制品結(jié)構(gòu)工藝性 149
5.2 橡膠成形 153
5.2.1 概述 153
5.2.2 橡膠制品成形技術(shù) 153
5.3 陶瓷材料成形 154
5.3.1 概述 154
5.3.2 陶瓷制品成形技術(shù) 154
5.4 復合材料成形 157
5.4.1 概述 157
5.4.2 復合材料成形技術(shù) 157
思考題與習題 159
中篇 機械加工基礎(chǔ)
第6章 金屬切削的基礎(chǔ)知識 162
6.1 金屬切削基本原理 162
6.1.1 切削運動 162
6.1.2 切削要素 163
6.2 金屬切削刀具 165
6.2.1 刀具的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)(車刀)165
6.2.2 刀具材料 168
6.3 金屬切削過程 169
6.3.1 切屑的形成與種類 169
6.3.2 積屑瘤 170
6.3.3 切削力與切削功率 171
6.3.4 切削熱與切削溫度 173
6.3.5 刀具磨損與刀具耐用度 174
6.4 工程材料的切削加工性 176
6.4.1 工程材料的切削加工性 176
6.4.2 改善工程材料切削加工性的主要途徑 177
思考題與習題 181
第7章 金屬切削機床及其運動 182
7.1 機床的分類 182
7.2 機床型號的編制方法 183
7.2.1 型號表示方法 183
7.2.2 機床分類及類代號 183
7.2.3 機床的通用特性代號、結(jié)構(gòu)特性代號 184
7.2.4 機床的組別、系列代號 184
7.2.5 機床主參數(shù)、主軸數(shù)和第二主參數(shù) 184
7.2.6 機床的重大改進順序號 184
7.2.7 其他特性代號 185
7.2.8 企業(yè)代號 185
7.3 機床的組成 185
7.4 機床的運動 186
7.4.1 零件表面的切削加工成形方法 186
7.4.2 機床的運動 186
7.5 機床的傳動 187
7.5.1 機床傳動的基本組成部分 187
7.5.2 機床的傳動鏈 187
7.5.3 機床傳動原理圖 187
7.5.4 機床傳動系統(tǒng)圖和運動計算 188
思考題與習題 190
第8章 常用加工方法及裝備 191
8.1 車削加工 191
8.1.1 車削加工的工藝特點及適用范圍 191
8.1.2 車床的分類、組成及車床的運動分析 192
8.1.3 車刀 193
8.2 銑削加工 194
8.2.1 銑削加工的工藝特點及適用范圍 194
8.2.2 銑床的種類 194
8.2.3 銑刀 196
8.3 刨、插、拉、削加工 198
8.3.1 刨削加工的工藝特點及適用范圍 198
8.3.2 刨床的種類 199
8.3.3 插削加工 200
8.3.4 拉削的工藝特點 200
8.3.5 拉床 201
8.3.6 拉刀 202
8.4 鉆削與鏜削加工 202
8.4.1 鉆削加工 202
8.4.2 鏜削加工 204
8.5 磨削加工 205
8.5.1 磨削加工的工藝特點與適用范圍 205
8.5.2 磨床與磨具 205
8.6 典型表面加工 209
8.6.1 齒形加工方法 209
8.6.2 螺紋加工 210
8.6.3 成型面加工 210
思考題與習題 211
第9章 現(xiàn)代加工方法 212
9.1 精密加工 212
9.1.1 研磨 212
9.1.2 珩磨 212
9.1.3 超級光磨 213
9.1.4 拋光 213
9.2 超精密加工 213
9.3 特種加工 213
9.3.1 電火花加工 214
9.3.2 電化學加工 215
9.3.3 超聲波加工 217
9.3.4 激光加工 218
9.3.5 電子束、離子束加工 218
9.3.6 其他特種加工方法 219
9.4 數(shù)控加工 220
9.4.1 數(shù)控機床簡介 220
9.4.2 數(shù)控機床的編程 222
思考題與習題 223
下篇 機械制造工藝
第10章 機械加工工藝規(guī)程設計 226
10.1 基本概念 226
10.1.1 機械加工工藝過程的組成 226
10.1.2 生產(chǎn)類型與工藝過程的關(guān)系 227
10.1.3 工件的安裝與獲得尺寸的方法 227
10.1.4 制訂工藝規(guī)程的技術(shù)依據(jù)和步驟 229
10.2 定位基準的選擇 229
10.2.1 基準的概念 229
10.2.2 基準不重合的誤差 230
10.2.3 基準的選擇 232
10.3 工藝路線的擬訂 234
10.3.1 加工方法的選擇 234
10.3.2 加工階段的劃分 236
10.3.3 工序的集中與分散 237
10.3.4 加工順序的安排 238
10.4 工序尺寸的確定和工藝尺寸的計算 239
10.4.1 加工余量的確定 239
10.4.2 工序尺寸的確定 241
10.4.3 工藝尺寸鏈 242
10.4.4 工藝尺寸的計算舉例 243
10.5 成組加工工藝規(guī)程 249
10.5.1 概述 249
10.5.2 零件的分類編碼系統(tǒng) 249
10.5.3 成組加工工藝規(guī)程設計 250
10.6 計算機輔助工藝過程設計 251
10.6.1 CAPP系統(tǒng)的基本組成 251
10.6.2 產(chǎn)品信息 251
10.6.3 CAPP系統(tǒng)工藝決策原理與開發(fā)應用 252
思考題與習題 254
第11章 工藝過程質(zhì)量控制 258
11.1 概述 258
11.1.1 加工精度 258
11.1.2 表面質(zhì)量 258
11.2 加工誤差產(chǎn)生的原因 259
11.2.1 理論誤差 260
11.2.2 機床、夾具和刀具本身的誤差 260
11.2.3 機床的調(diào)整誤差 263
11.2.4 工件在機床或夾具上安裝時的定位和夾緊誤差 263
11.2.5 工藝系統(tǒng)受力變形所引起的加工誤差 263
11.2.6 工藝系統(tǒng)熱變形所引起的加工誤差 269
11.2.7 工藝系統(tǒng)磨損所造成的加工誤差 270
11.2.8 工件因內(nèi)應力而引起加工誤差 271
11.2.9 測量誤差 272
11.3 加工后表面層的狀態(tài) 272
11.3.1 表面層的加工硬化 272
11.3.2 表面層的殘余應力 273
11.4 表面質(zhì)量對零件使用性能的影響 274
11.4.1 耐磨性 274
11.4.2 疲勞強度 276
11.4.3 耐蝕性 277
11.4.4 配合質(zhì)量的穩(wěn)定性及可靠性 277
11.5 磨削的表面質(zhì)量 277
11.5.1 燒傷 278
11.5.2 裂紋 279
思考題與習題 280
第12章 機床夾具設計基礎(chǔ) 282
12.1 機床夾具的基本概念 282
12.1.1 夾具的組成 282
12.1.2 夾具的分類 283
12.2 工件在夾具上的定位原理和定位誤差分析
展開全部
制造工程基礎(chǔ) 節(jié)選
上篇 工程材料與成形技術(shù) 第1章 工程材料 1.1 工程材料的結(jié)構(gòu)與性能 工程材料是人類用以制作有用物件的物質(zhì)，是社會進步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導.材料品種繁多，按照世界各國對材料傳統(tǒng)的分類方法，可以將工程材料分為金屬材料、無機非金屬材料(如陶瓷)、有機高分子材料和復合材料四大類. 1.1.1 金屬材料的結(jié)構(gòu) 固體物質(zhì)按其原子(或分子)的聚集狀態(tài)可分為晶體和非晶體兩大類.晶體是內(nèi)部質(zhì)子(原子、離子或分子)在三維空間呈周期性重復排列的固體.非晶體是指組成物質(zhì)的質(zhì)子不呈空間有規(guī)則周期性排列的固體.晶體具有整齊規(guī)則的幾何外形、固定的熔點、各向異性的特點;而非晶體沒有固定的熔點且各向同性. 由于晶體是由許多質(zhì)子按照一定幾何規(guī)律排列所構(gòu)成的，如圖1G1(a)所示，若用許多平行的直線將這些質(zhì)子連接起來，就構(gòu)成稱為晶格的三維空間構(gòu)架，如圖1G1(b)所示.這種晶體中質(zhì)子排列規(guī)則的空間構(gòu)架模型稱為晶體點陣或結(jié)點，晶格中的結(jié)點所構(gòu)成的平面稱為晶面，結(jié)點所組成的直線稱為晶向，表示晶格或晶體的空間方位.為了研究晶體中質(zhì)子排列的規(guī)律性，通常取晶體點陣的一個基本單元來描述晶體的構(gòu)造，這種基本單元也稱為晶胞.晶胞的棱邊長度a、b、c 和棱間夾角α、β、γ 是衡量晶胞大小和形狀的六個參數(shù)，其中a、b、c 稱為晶格常數(shù)或點陣常數(shù)，其大小用？(1？=10-8cm)來表示.若晶胞的a=b=c，α=β=γ=90°，則這個晶胞稱為簡單立方晶胞，如圖1G1(c)所示.具有簡單立方晶胞的晶格稱為簡單立方晶格. 1. 金屬的晶體結(jié)構(gòu) 1)金屬晶體結(jié)構(gòu)的基本類型 在常用的金屬元素中，常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)類型有下面三種. (1)體心立方晶格.體心立方晶格的晶胞中，八個原子處于立方體的角上，一個原子處于立方體的中心，角上八個原子與中心原子緊靠，如圖1G2(a)所示. (2)面心立方晶格.面心立方晶格的晶胞中，金屬原子分布在立方體的八個角上和六個面的中心，面中心的原子與該面四個角上的原子緊靠，如圖1G2(b)所示. (3)密排六方晶格.密排六方晶格的晶胞中，十二個金屬原子分布在六方體的十二個角上，在上下底面的中心各分布一個原子，上下底面之間均勻分布三個原子，如圖1G2(c)所示. 2)實際金屬的晶體結(jié)構(gòu) 前面講到的都是理想的晶體結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)實中的金屬晶體或多或少總是存在各種各樣的偏離規(guī)則排列的不完整區(qū)域.這種質(zhì)子偏離規(guī)則的不完整區(qū)域稱為晶體缺陷.晶體缺陷的種類較多，若按晶體缺陷的幾何形狀劃分，可將它們分為點缺陷、線缺陷和面缺陷三種.金屬晶體結(jié)構(gòu)中存在許多不同類型的缺陷，這些缺陷對金屬的性能有很大影響. (1)點缺陷. 點缺陷是指在三維尺度上都很小的，僅有幾個原子直徑的缺陷.在晶體晶格中，若某結(jié)點上沒有原子，則這個結(jié)點稱為空位.同時，在晶格的間隙中也可以滯留多余原子.任何純金屬中都會或多或少存在雜質(zhì)，即其他元素，這些原子稱為異類原子(或雜質(zhì)原子).若雜質(zhì)原子與金屬原子的半徑接近，則雜質(zhì)原子可能占據(jù)晶格的一些結(jié)點;若雜質(zhì)原子的半徑比金屬原子的半徑小得多，則雜質(zhì)原子位于晶格的空隙中.這些情況(圖1G3)都會使附近的原子偏離正常結(jié)點位置，造成晶格畸變，使金屬的電阻率、屈服強度增加，密度發(fā)生變化. (2)線缺陷. 線缺陷的集中表現(xiàn)形式是位錯.在金屬晶體中，由于某種原因，晶體的一部分相對于另一部分出現(xiàn)一個多余的半原子面.這個多余的半原子面猶如切入晶體的刀片，使晶體右邊的上部點相對于下部點向后錯動一個原子間距，即右邊上部相對于下部晶面發(fā)生錯動.這種線缺陷稱為刃型位錯(圖1G4(a)).若將錯動區(qū)的原子用線連接起來，則具有螺旋形特征.這種線缺陷稱為螺型位錯(圖1G4(b)). 位錯的存在對金屬的機械性能明顯有影響.當金屬為理想晶體或僅含極少量位錯時，金屬的屈服強度很高;當含有一定量的位錯時，強度降低.在進行形變加工時，位錯密度增加，金屬的屈服強度將會增加. (3)面缺陷. 面缺陷是指二維尺度很大而第三維尺度很小的缺陷.金屬材料通常是由許多小晶體組成的(圖1G5).這種位向不同、形狀各異的小晶體稱為晶粒.晶粒與晶粒之間的交界稱為晶界.面缺陷就是由于相鄰兩晶粒的位向不同，從一種位向晶粒向另一種位向晶粒過渡時引起的.由多個晶粒組成的晶體結(jié)構(gòu)稱為多晶體結(jié)構(gòu).晶界的存在就是晶體面缺陷的一種(圖1G6). 在實際的金屬晶體結(jié)構(gòu)中，還存在非金屬氧化物等顆粒狀物質(zhì)，或者微細裂紋、孔洞類缺陷，這些缺陷稱為晶體的體缺陷. 金屬的晶體結(jié)構(gòu)中存在的缺陷，對金屬的某些性能影響明顯，正確處理好缺陷的形式和數(shù)量，就可以控制金屬的品質(zhì). 2. 合金的結(jié)構(gòu) 由兩種或兩種以上的金屬與非金屬合成的具有金屬特性的物質(zhì)稱為合金.合金一般通過熔合成均勻液體和凝固而得.組成合金的獨立的、*基本的單元稱為組元.根據(jù)組元的數(shù)目，合金可分為二元合金、三元合金和多元合金等.合金中結(jié)構(gòu)相同、成分和性能均一，并以界面相互隔開的組成部分稱為相.合金中不同相的組合稱為組織.合金中各組元之間相互影響、相互作用，因此可組成各種不同的結(jié)構(gòu). 1)固溶體 在固態(tài)合金中，各組元通過溶解形成一種成分和性能均勻，且結(jié)構(gòu)與組元之一相同的固相，稱為固溶體.與固溶體晶格相同的組元稱為溶劑，在合金中含量一般較多;另一組元稱為溶質(zhì)，含量較少. 按照溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置，固溶體可分為置換固溶體(圖1G7)與間隙固溶體(圖1G8)兩種.置換固溶體中溶質(zhì)原子代換了溶劑晶格某些結(jié)點上的原子;間隙固溶體中溶質(zhì)原子進入溶劑晶格的間隙中.隨著溶質(zhì)原子的溶入，晶格會發(fā)生畸變.晶格畸變會增大位錯運動的阻力，使金屬的滑移變形更加困難，從而能夠提高合金的強度和硬度.這種通過形成固溶體使金屬強度和硬度提高的現(xiàn)象稱為固溶強化. 2)金屬化合物與機械混合物 合金組元相互作用形成的晶格類型和特性完全不同于任一組元的新相稱為金屬化合物.金屬化合物一般熔點較高，硬度高，脆性大.當合金中含有金屬化合物時，強度、硬度和耐磨性提高，塑性和韌性降低. 由純金屬、固溶體、金屬化合物這些合金的基本相，按照固定比例構(gòu)成的組織稱為機械混合物.隨著混合物中各種結(jié)構(gòu)的比例變化，合金的性能在較大范圍內(nèi)變化. 1.1.2 非金屬材料的結(jié)構(gòu)與組織 1. 陶瓷材料的組織結(jié)構(gòu) 陶瓷材料按照習慣可分為兩類，即傳統(tǒng)陶瓷和先進陶瓷.傳統(tǒng)陶瓷主要指黏土制品，以黏土、長石、石英等天然原料為主，經(jīng)粉碎、成形、燒結(jié)等工藝制成制品.先進陶瓷也稱為高技術(shù)
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