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目录1

绪论1

第一篇　金属材料及成形工艺在环境工程中的应用7

第一章　金属材料的性能7

第一节　金属材料的力学性能7

一、弹性和刚度8

二、强度9

四、硬度10

三、塑性10

五、冲击韧性11

六、疲劳强度12

第二节　金属材料的工艺性能12

一、铸造性能12

二、锻造性能12

三、焊接性能13

四、切削加工性13

思考与练习题14

一、晶体和非晶体15

第一节 晶体结构的基本知识15

第二章　金属的晶体结构和结晶15

二、基本概念16

第二节　纯金属的晶格类型17

一、体心立方晶格17

二、面心立方晶格17

三、密排六方晶格18

第三节 实际金属的晶体结构18

一、单晶体和多晶体18

二、晶体缺陷19

第四节　合金的晶体结构20

一、基本概念21

二、合金的相结构21

三、金属与合金的结晶23

思考与练习题28

第三章　铁碳合金29

第一节　铁碳合金的基本组织29

一、铁素体29

五、莱氏体30

四、珠光体30

二、奥氏体30

三、渗碳体30

第二节　Fe—Fe3C相图分析31

一、主要特性点31

二、主要特性线33

三、Fe—Fe3C相图中铁碳合金的分类34

第三节　典型铁碳合金的结晶过程35

一、共析钢35

二、亚共析钢36

三、过共析钢37

四、共晶白口铸铁38

五、亚共晶白口铸铁39

六、过共晶白口铸铁40

第四节　铁碳合金的成分、组织与性能间的基本规律42

一、铁碳合金的成分与平衡组织42

二、铁碳合金的含碳量与力学性能间的关系42

一、作为选材的依据43

二、作为制定铸、锻、焊和热处理等热加工工艺的依据43

第五节　Fe—Fe3C相图的应用43

思考与练习题45

第四章　钢的热处理46

第一节　钢的热处理基本原理46

一、钢的热处理方法及其工艺曲线46

二、钢在加热时的组织转变47

三、钢在冷却时的组织转变50

一、退火57

第二节　钢的退火与正火57

二、钢的正火59

第三节　钢的淬火60

一、淬火工艺60

二、淬火方法61

第四节　淬火钢的回火62

一、淬火钢在回火时组织与性能的变化62

二、回火的分类及应用64

第五节　钢的表面热处理64

一、表面淬火65

二、化学热处理66

一、形变热处理67

第六节　热处理新工艺67

二、激光热处理68

三、电子束表面淬火68

四、真空热处理68

第七节　零件热处理的技术条件与工序安排69

一、热处理的技术条件69

二、热处理的工序位置69

思考与练习题70

一、金属材料的主导地位72

第五章　环境工程常用的金属材料72

第一节　金属材料和环境72

二、金属和资源73

三、金属和能源73

四、金属和环境73

第二节　碳钢74

一、碳钢中主要杂质元素的作用74

二、碳钢的分类、牌号和用途75

一、合金元素在钢中的作用77

第三节　合金钢77

二、合金钢的分类78

三、合金钢的牌号、性能和主要用途79

第四节　铸铁86

一、概述86

二、铸铁的分类、牌号和用途87

第五节　有色金属90

一、铜及铜合金90

二、铝及铝合金93

三、滑动轴承合金95

第六节　粉末冶金材料96

一、粉末冶金及其特点96

二、常用粉末冶金材料98

第七节　金属材料生态化和新型材料99

一、钢铁材料工业生态化99

二、金属生态材料和技术100

第八节　金属材料的循环再生100

一、金属再生资源重熔再生100

二、冶金固体废弃物的利用101

思考与练习题102

第六章　铸造成形工艺103

第一节　概述103

一、铸造的特点103

二、铸造成形的分类及应用104

第二节　合金的铸造性能105

一、合金的流动性105

二、合金的收缩性106

三、常用合金的铸造性能111

第三节　铸造工艺过程112

一、铸造生产的基本工序及常用方法112

二、铸造工艺过程115

第四节　铸件的结构工艺性121

一、铸造工艺对铸件结构的要求121

二、合金铸造性能对铸件结构的要求121

第五节　特种铸造简介124

一、金属型铸造124

三、熔模铸造125

二、压力铸造125

四、离心铸造126

思考与练习题127

第七章　锻压成形工艺128

第一节　概述128

一、锻压成形特点128

二、锻压的基本生产方式129

第二节 金属的锻造性能129

一、金属的塑性变形129

二、影响金属锻造性能的因素132

第三节　常用锻造方法及工艺133

一、自由锻133

二、模锻140

第四节　板料冲压147

一、冲压设备147

二、冲压模具147

三、板料冲压的基本工序148

四、板料冲压件的结构工艺性150

一、高速高能成形151

第五节　锻压新工艺简介151

二、精密模锻152

三、超塑性成形152

思考与练习题153

第八章　焊接成形工艺155

第一节　概述155

一、焊接方法与分类155

二、焊接方法的应用及发展趋势156

二、焊接接头的组织与性能157

一、熔焊的冶金特点157

第二节　熔焊冶金基础与熔焊接头缺陷157

三、焊接应力和变形158

四、焊接接头缺陷160

第三节　常用的焊接方法162

一、焊条电弧焊162

二、埋弧自动焊164

三、气体保护焊165

第四节　其他焊接方法167

一、电渣焊167

二、等离子弧焊接与切割168

三、激光焊接与切割169

四、电阻焊170

五、钎焊171

第五节　常用金属材料的焊接172

一、金属材料的焊接性172

二、碳素结构钢和低合金结构钢的焊接173

三、铸铁的焊补174

四、有色金属材料的焊接175

一、焊接结构件材料的选择176

第六节　焊接工艺过程176

二、焊接方法的选择177

三、焊接件的形状与接头形式的选择178

四、焊接件焊缝布置的原则179

思考与练习题181

第九章　金属材料与成形工艺在环境工程中的应用183

第一节　零件的失效原因和形式183

一、零件的失效原因183

一、零件选材的一般原则184

第二节　零件材料的选择184

二、零件的失效形式184

二、零件选材的步骤185

三、零件选材的方法186

第三节　零件成形工艺的选择187

一、常用毛坯成形工艺的比较187

二、成形工艺选择的原则189

三、热处理在零件制造中的工序位置190

一、轴类零件191

第四节　环保设备中典型零件材料和毛坯成形工艺的选择191

二、盘套类零件194

三、其他零件材料和毛坯成形工艺选择196

思考与练习题197

第二篇 非金属材料及成形工艺在环境工程中的应用201

第十章　高分子材料201

第一节　高分子材料概述201

一、高分子化合物的组成201

二、高分子化合物的合成202

四、高分子化合物的结构特点203

三、高分子材料的分类203

第二节　塑料204

一、塑料的组成204

二、塑料的分类205

三、塑料的性能和用途206

四、塑料的成形209

二、橡胶的分类213

三、橡胶的主要性能和用途213

一、合成橡胶的组成213

第三节　合成橡胶213

三、橡胶制品的成形工艺214

第四节　合成纤维217

第五节 高分子材料的选材及成形工艺在环境工程中的应用217

一、高分子材料选材的原则及方法217

二、高分子材料及成形工艺在环境工程中的应用实例218

练习与思考题218

第十一章　复合材料219

第一节　复合材料概述219

第三节　复合材料的性能特点220

三、按性能分类220

一、高的比强度和比模量220

第二节　复合材料的分类220

二、按增强材料分类220

一、按基体类型分类220

二、抗疲劳性和减振性好221

三、化学稳定性和耐热性好221

四、安全可靠性好221

第四节　复合材料成形221

一、树脂基复合材料成形222

二、金属基复合材料成形226

三、陶瓷基复合材料成形227

第五节　复合材料的应用228

一、纤维增强复合材料的应用228

二、层叠复合材料的应用229

三、颗粒增强复合材料的应用229

第六节　生态型复合材料230

一、环境调和型智能复合材料230

二、分子智能性复合材料230

三、梯度功能材料230

一、复合材料选择要考虑的因素231

第七节　复合材料的选材及成形工艺在环境工程中的应用231

三、选材的基本方法和步骤232

二、选材的基本原则232

四、复合材料及成形工艺在环境工程中选用实例233

思考与练习题235

第十二章　陶瓷与混凝土236

第一节　陶瓷材料与环境236

二、陶瓷和能源237

三、陶瓷与环境污染237

一、陶瓷与资源237

第二节　陶瓷材料238

一、陶瓷的定义和分类238

二、陶瓷的组成、结构与性能238

三、陶瓷材料的成形工艺过程244

第三节 陶瓷生态化和生态型陶瓷材料247

一、陶瓷生态化247

二、新型陶瓷生态材料247

一、混凝上的定义和分类248

第四节　混凝土248

二、混凝土结构250

三、水泥的水化作用251

四、普通混凝土的主要技术性质253

思考与练习题257

第三篇　其他材料在环境工程中的应用261

第十三章　其他材料在环境工程中的应用261

第一节　大气污染控制材料261

一、大气污染控制材料262

二、大气污染控制材料应用实例264

三、水污染控制材料267

第二节　其他污染控制材料275

一、噪声控制材料276

二、电磁波防护材料277

思考与练习题278

一、金属的化学腐蚀281

第一节　腐蚀与防护的基本原理281

第十四章　环境工程材料及设备的腐蚀与防护281

第四篇 环境工程材料及设备的腐蚀与防护281

二、金属的电化学腐蚀284

三、金属腐蚀破坏的形态286

四、非金属材料的腐蚀原理287

第二节　设备腐蚀防护技术288

一、设备的防护设计288

二、设备环境介质的控制291

三、设备电化学保护292

四、电镀、化学镀、化学转化膜防护294

五、浸镀、渗镀、包镀及热喷涂防护技术295

六、衬里防护技术296

七、有机涂料防护技术297

第三节　材料的选用297

一、材料选取的基本原则297

二、选材时应考虑的因素298

思考与练习题299

参考文献300