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第一章 绪论1

第一节 材料加工概述1

一、材料加工概述1

二、材料加工的基本要素和流程1

第二节 材料成形的一些基本问题和发展概况4

一、凝固成形的基本问题和发展概况4

二、塑性成形的基本问题和发展概况6

三、焊接成形的基本问题和发展概况8

四、表面成形的基本问题和发展概况10

第三节 本课程的性质和任务11

第一节 材料凝固概述12

第二章 材料凝固理论12

第二节 凝固的热力学基础13

一、状态函数的概念13

二、状态函数间的关系14

三、自发过程14

四、界面张力14

第三节 形核16

一、凝固的热力学条件16

二、自发形核17

三、非自发形核19

四、形核剂21

第四节 生长22

一、固液界面的结构22

二、生长方式24

三、生长速度26

第五节 溶质再分配26

一、溶质再分配与平衡分配系数26

二、非平衡凝固时的溶质再分配27

三、成分过冷判据28

四、成分过冷与晶体生长形态29

五、微观偏析30

六、宏观偏析31

第六节 共晶合金的凝固32

第七节 金属及合金的凝固方式34

二、凝固动态曲线与凝固方式35

一、凝固区特性与凝固件质量的关系35

三、凝固方式的影响因素37

第八节 凝固成形的应用38

一、铸造生产过程中的凝固控制39

二、焊接生产中的凝固过程控制44

三、陶瓷与粉末合金制备过程中的凝固现象48

思考与练习50

第三章 材料成形热过程51

第一节 焊接成形热过程51

一、焊接热过程特点51

二、焊接过程热效率52

第二节 焊接温度场53

一、焊接传热形式及热传导基本方程53

二、焊接温度场的数学表述法及数学解析的假定条件54

三、瞬时热源的热传导过程55

四、影响焊接温度场的因素57

第三节 焊接热循环60

一、焊接热循环的主要参数61

二、多层焊热循环64

三、影响焊接热循环的因素67

第四节 凝固成形热过程72

一、凝固成形热过程特点及热效率72

二、凝固成形热温度场73

第五节 塑性成形热过程特点及温度场74

一、塑性成形热过程的基本特点75

思考与练习77

二、塑性成形加热过程的热效率77

三、塑性成形的温度场77

第四章 塑性成形理论基础79

第一节 金属冷态下的塑性变形79

一、冷塑性变形机理80

二、冷塑性变形特点81

三、冷塑性变形对金属组织和性能的影响82

第二节 金属热态下的塑性变形83

一、塑性变形时软化过程83

二、热塑性变形机理84

三、塑性变形对金属组织和性能的影响85

一、点的应力状态分析87

第三节 应力状态和应变状态分析87

二、点的应变状态分析91

第四节 屈服准则95

一、屈雷斯加屈服准则96

二、米泽斯屈服准则96

三、屈雷斯加屈服准则和米泽斯屈服准则的比较97

第五节 塑性变形时的应力应变关系98

一、弹性变形时的应力应变关系98

二、塑性变形时应力应变关系的特点99

三、等效应力和等效应变的概念100

四、增量理论100

五、全量理论101

二、应力状态对变形抗力的影响102

第六节 应力状态对塑性和变形抗力的影响102

一、应力状态对塑性的影响102

第七节 真实应力－应变曲线103

一、用拉伸试验绘制真实应力－应变曲线103

二、真实应力－应变曲线的近似数学表达式104

三、变形温度和应变速率对真实应力－应变曲线的影响105

第八节 金属塑性成形中的摩擦105

一、金属塑性成形时摩擦的特点106

二、描述接触面上摩擦力的数学表达式106

思考与练习107

第五章 凝固成形技术108

第一节 凝固成形概述108

二、普通灰铸铁109

一、铸铁合金的分类109

第二节 凝固成形用金属材料109

三、球墨铸铁111

四、蠕墨铸铁111

五、可锻铸铁111

六、铸钢112

七、有色合金112

第三节 液态金属的获得113

一、铸铁合金的熔炼113

二、铸钢的熔炼114

三、有色合金的熔炼115

一、砂型铸造116

第四节 凝固成形方法116

二、金属型铸造119

三、压力铸造120

四、低压铸造120

五、熔模铸造121

六、离心铸造123

七、几种常用凝固成形方法评价124

第五节 凝固成形件的结构设计126

一、铸造工艺对铸件结构的要求126

二、合金的铸造性能对铸件结构的要求128

第六节 计算机在凝固成形中的应用132

一、凝固成形中的计算机辅助设计133

二、凝固成形过程的数值模拟133

思考与练习134

第六章 塑性成形技术136

第一节 板料成形方法137

一、冲裁137

二、弯曲139

三、拉深140

四、胀形142

五、翻边143

六、冲压模具及其结构145

第二节 体积成形方法146

一、锻造146

二、挤压152

一、塑性成形过程的计算机模拟155

第三节 计算机在塑性成形中的应用155

二、模具CAD/CAM156

思考与练习157

第七章 焊接成形技术159

第一节 典型弧焊方法159

一、手工电弧焊159

二、埋弧自动焊162

三、钨极氩弧焊166

四、熔化极气体保护焊169

第二节 压力焊及钎焊173

一、电阻焊173

二、摩擦焊175

三、钎焊177

第三节 常用金属材料的焊接178

一、结构钢的焊接179

二、不锈钢的焊接182

三、有色金属的焊接185

第四节 焊接力学189

一、焊接残余应力与焊接残余变形189

二、减少及消除残余应力的措施192

三、预防和消除残余变形的措施193

四、焊接结构的脆性断裂195

五、焊接结构的疲劳强度196

六、焊接结构的应力腐蚀破坏198

思考与练习200

第一节 表面涂层技术201

第八章 表面成形及强化技术201

一、热喷涂技术202

二、涂层结合机理、结构特点及喷涂材料205

三、电镀、化学镀及堆焊207

四、表面沉积208

第二节 表面改性技术211

一、固态表面强化212

二、液态表面强化213

思考与练习215

第九章 粉末合金及陶瓷成形技术217

第一节 粉末合金及陶瓷成形过程概论217

第二节 原材料加工218

一、雾化法及电解法219

二、粉末及其特性220

第三节 粉末成形222

第四节 烧结227

第五节 粉末合金及陶瓷成形技术的新发展228

一、电火花烧结229

二、喷射成形229

三、粉末锻造230

四、热挤压231

思考与练习232

第十章 塑料成形技术234

第一节 塑料的组成、分类及主要成形方法234

一、塑料的组成及结构特点234

三、塑料的可加工性及主要成形方法235

二、塑料的分类235

第二节 塑料成形理论基础236

一、塑料的流变性236

二、塑料成形过程的物理和化学变化237

第三节 注射成形及其模具238

一、注射成形过程238

二、典型注射模具结构240

第四节 塑料的焊接245

一、塑料的可焊性245

二、塑料的焊接成形方法245

思考与练习246

参考文献247