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第1章 绪论 1

1.1 材料成形基础理论概述 1

1.1.1 材料成形的内涵及其成形方法分类 1

1.1.2 材料成形的地位和作用 3

1.1.3 材料成形理论基础及其对材料成形技术的指导意义 6

1.2 材料成形基础理论的发展 6

1.2.1 液态成形凝固理论的发展 6

1.2.2 成形过程化学冶金理论的进展 9

1.2.3 金属塑性成形理论的发展概况 10

1.3 本课程的定位和任务 11

1.4 本课程与其他课程的分工 11

第2章 液态金属成形物理冶金基础 12

2.1 液态金属的结构与性质 12

2.1.1 液态金属的结构 12

2.1.2 液态金属的性质 17

2.1.3 液态金属的遗传性 26

2.2 液态金属成形过程中的温度场 30

2.2.1 温度场基本概念 30

2.2.2 液态金属成形基本方程及求解方法 31

2.2.3 液态金属成形中的温度场 33

2.3 液态金属的流动性与半固态金属的流变性 42

2.3.1 液态金属在凝固过程中的流动 42

2.3.2 液态金属停止流动机理 44

2.3.3 液态金属的流动性与充型能力 45

2.3.4 半固态金属的流变行为及其成形 50

2.4 液态金属的凝固 55

2.4.1 晶体形核与生长 55

2.4.2 溶质再分配 64

2.4.3 合金凝固界面前沿的成分过冷 70

2.4.4 合金的凝固方式 79

2.4.5 共晶凝固 81

2.4.6 金属基复合材料的凝固 90

2.4.7 焊接熔池的凝固 96

2.4.8 凝固组织细化 100

2.5 超常条件下液态成形基础 107

2.5.1 定向凝固 108

2.5.2 快速凝固 112

2.5.3 快速金属零件复合精密液态成形 116

2.5.4 非重力场中的凝固 119

习题与思考 121

第3章 液态成形化学冶金基础 125

3.1 概述 125

3.1.1 铸造条件下的化学冶金 125

3.1.2 焊接条件下的化学冶金 127

3.2 液态金属与气体的相互作用 130

3.2.1 气体的来源 130

3.2.2 氢对液态金属的作用 133

3.2.3 氧对液态金属的作用 140

3.2.4 氮对液态金属的作用 145

3.3 液态金属与熔渣的相互作用 148

3.3.1 熔渣作用、来源及分类 149

3.3.2 熔渣的结构 152

3.3.3 熔渣的物理化学性质 155

3.3.4 活性熔渣对金属的作用 160

3.3.5 冶金脱氧 163

3.3.6 金属中的硫磷及其控制 170

3.4 液态成形中的合金化 175

3.4.1 合金化的目的和方式 175

3.4.2 合金化过程 177

3.4.3 合金化效果及其影响因素 179

习题与思考 183

第4章 液态成形过程中的质量控制 184

4.1 缩孔与缩松 184

4.1.1 金属收缩的基本概念 184

4.1.2 缩孔与缩松的分类及特征 185

4.1.3 缩孔与缩松的形成机理 186

4.1.4 影响缩孔与缩松的因素及防止措施 187

4.2 气孔与夹杂物 190

4.2.1 气孔 190

4.2.2 夹杂物 194

4.3 应力、变形及裂纹 197

4.3.1 应力 197

4.3.2 变形 199

4.3.3 裂纹 203

4.4 化学成分不均匀性 214

4.4.1 偏析种类 214

4.4.2 宏观偏析 214

4.4.3 微观偏析 216

4.4.4 焊缝中的化学成分不均匀性 218

4.5 焊接热影响区组织及质量控制 220

4.5.1 焊接热影响区的组织转变特点 220

4.5.2 焊接热影响区质量控制 221

习题与思考 223

第5章 金属塑性成形基础 224

5.1 金属塑性变形物理本质 224

5.1.1 合金的塑性变形 224

5.1.2 金属的塑性和变形抗力 235

5.1.3 金属的超塑性 248

5.2 金属塑性变形和流动性 255

5.2.1 最小阻力定律 255

5.2.2 影响金属塑性变形和流动性的因素 256

5.3 塑性成形过程中的组织与性能变化 258

5.3.1 冷塑性成形对金属组织与性能的影响 258

5.3.2 冷塑性变形后金属在加热时的组织与性能变化 262

5.3.3 热塑性变形对金属组织与性能的影响 269

5.4 金属塑性成形力学 273

5.4.1 金属塑性成形问题的求解方法概述 273

5.4.2 主应力法及其求解特点 274

5.4.3 滑移线理论 276

5.4.4 塑性极限原理和上限法 291

习题与思考 300

第6章 无机非金属材料成形基础 301

6.1 概述 301

6.1.1 无机非金属材料的组成及结构特点 301

6.1.2 无机非金属材料的分类及成形方法 301

6.2 无机非金属材料成形基础 302

6.2.1 固态成形基础 302

6.2.2 液态成形基础 309

习题与思考 311

第7章 聚合物成型基础 312

7.1 概述 312

7.1.1 聚合物材料的组成及结构特点 312

7.1.2 聚合物材料的分类及成型方法 314

7.2 聚合物材料成型基础 315

7.2.1 聚合物的流变性能 315

7.2.2 聚合物成型过程中的物理和化学变化 326

7.2.3 成型加工过程中聚合物的传热性能 329

习题与思考 330

参考文献 331