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第一篇 材料液态成形原理 1

第一章 普通合金材料的熔配原理 1

1.1普通合金材料概论 1

1.1.1铸铁材料 1

1.1.2铸钢材料 2

1.1.3铸造铝合金、镁合金材料 3

1.1.4铸造铜合金材料 6

1.2普通合金的熔配原理 7

1.2.1铸铁材料的熔配 7

1.2.2铸钢材料的熔配 18

1.2.3铝合金材料的熔配 27

1.2.4铜合金材料的熔配 34

1.2.5镁合金、钛合金材料的熔配 35

1.3液态金属的性质 37

1.3.1黏度理论 37

1.3.2表面张力和界面能 39

1.3.3吉布斯吸附方程 40

1.3.4斯托克斯公式 41

1.3.5半固态流变规律 41

第二章 金属的凝固原理 43

2.1凝固理论基础 43

2.1.1液态金属结晶的热力学条件 43

2.1.2形核与形核率 44

2.1.3晶体的长大 51

2.1.4单相合金 58

2.1.5共晶合金的结晶 74

2.2凝固组织的形成与控制 84

2.2.1铸件宏观结晶组织的形成及其影响因素 85

2.2.2凝固过程中晶核游离 85

2.2.3表面细晶粒区的形成 87

2.2.4柱状晶区的形成 88

2.2.5内部等轴晶区的形成 89

2.2.6铸件凝固组织的控制 91

2.3单向凝固与快速凝固 100

2.3.1单向凝固技术 100

2.3.2单晶生长 104

2.3.3快速凝固技术与传热特点 111

2.3.4快速凝固晶态合金的组织与特征 115

第三章 复合材料的成形 121

3.1复合材料概论 121

3.1.1复合材料的定义 121

3.1.2复合材料的分类 122

3.2复合材料的原材料 123

3.2.1复合材料的基体 123

3.2.2复合材料的增强相 129

3.3复合材料的成形工艺 133

3.3.1聚合物基复合材料的成形工艺 133

3.3.2金属基复合材料的成形技术 135

3.3.3陶瓷基复合材料的制备工艺 142

3.4复合材料的界面 145

3.4.1聚合物基复合材料的界面 145

3.4.2金属基复合材料的界面 149

3.4.3陶瓷基复合材料的界面 151

3.5复合材料的应用 152

3.5.1金属基复合材料的应用 152

3.5.2聚合物基复合材料的应用 154

3.5.3陶瓷基复合材料的应用 156

第二篇 材料固态成形原理 157

第四章 固态成形的物理基础 157

4.1金属塑性成形的机理及其组织结构与性能的变化 157

4.1.1冷态塑性变形的机理及其组织结构与性能的变化 157

4.1.2热态塑性变形的机理及其组织结构与性能的变化 166

4.2粉末成形 172

4.2.1粉末的制取 173

4.2.2粉末的特性 176

4.2.3粉末模压成形 179

4.2.4粉末烧结成形 183

4.3高分子材料的成形 194

4.3.1塑料的组成、分类及主要成形方法 194

4.3.2塑料成形理论基础 197

第五章 固态塑性成形的力学基础 206

5.1基本假设 206

5.2应力 207

5.2.1应力的概念 207

5.2.2斜面上的应力 208

5.2.3主应力与应力张量不变量 211

5.2.4应力平衡方程式 213

5.3应变 213

5.3.1应变的概念与位移几何方程 213

5.3.2应变增量和应变速率 215

5.3.3应变的连续方程与体积不变条件 216

5.3.4工程应变的主应变 217

5.4屈服准则与应力应变关系 218

5.4.1简单拉伸与屈服 218

5.4.2屈服准则的一般形式 219

5.4.3两个常用的屈服准则 219

5.4.4塑性应力应变关系 221

5.5应力状态对塑性变形的影响 226

5.5.1应力状态对塑性的影响 227

5.5.2应力状态对变形抗力的影响 227

5.5.3静水压力对屈服极限的影响 228

5.6应力-应变曲线 229

5.6.1条件应力-应变曲线 229

5.6.2变形体的模型 230

5.6.3真实应力-应变曲线 233

第六章 固态塑性成形理论的应用 236

6.1塑性成形问题 236

6.1.1塑性成形问题解的概念 236

6.1.2求解基本方程的简化 237

6.2主应力法 240

6.2.1主应力法求解的基本假设 240

6.2.2长矩形板镦粗问题的求解 241

6.2.3圆柱体镦粗问题 243

6.2.4拉拔 245

6.3滑移线场理论与汉盖应力方程 249

6.3.1基本概念 250

6.3.2汉盖应力方程 251

6.3.3滑移线的性质 252

6.3.4塑性区的应力边界条件 254

6.3.5厚壁圆筒塑性变形时所需内压力的确定 256

6.4盖林格尔速度方程及速度图 257

6.4.1盖林格尔速度方程 257

6.4.2速度场（速度矢端图） 258

6.4.3速度间断 260

6.5滑移线场理论的应用 261

6.5.1平冲头压入半无限高坯料问题 261

6.5.2平面挤压问题 263

6.6基本能量方程式 266

6.6.1极值定理概述 266

6.6.2基本能量方程式 268

6.7上、下限定理及应用 270

6.7.1下限定理 270

6.7.2上限定理 271

6.7.3上限定理的应用 273

第七章 特种固态成形 278

7.1超塑性成形 278

7.1.1超塑性成形的基本特点和种类 279

7.1.2微细晶粒超塑性的力学特性 280

7.1.3超塑性变形机理 281

7.1.4超塑性成形的应用 284

7.1.5超塑性成形的材料与工艺规范 285

7.2粉末特种成形 290

7.2.1粉末锻造 290

7.2.2粉末轧制 299

第三篇 材料固态相变原理 307

第八章 固态相变基础 307

8.1固态相变概论 307

8.1.1固态相变的主要分类 307

8.1.2固态相变的主要特点 312

8.2固态相变热力学 317

8.2.1固态相变的热力学条件 317

8.2.2固态相变的形核 319

8.2.3固态相变的晶核长大 325

8.3固态相变动力学 329

8.3.1固态相变的速率 329

8.3.2钢中过冷奥氏体转变动力学 332

第九章 共析与逆共析型相变 341

9.1逆共析相变——钢中奥氏体的形成 341

9.1.1奥氏体的组织特征 341

9.1.2奥氏体的形成机制 343

9.1.3奥氏体形成动力学 346

9.1.4奥氏体晶粒长大及其控制 353

9.2共析相变 359

9.2.1珠光体的组织特征 359

9.2.2珠光体转变机制 362

9.2.3珠光体转变动力学 368

9.2.4珠光体转变产物的机械性能 372

第十章 切变共格型相变 376

10.1马氏体相变 376

10.1.1马氏体相变的主要特征 376

10.1.2马氏体相变热力学 380

10.1.3马氏体相变晶体学的经典模型 384

10.1.4马氏体相变动力学 387

10.2钢及铁合金中的马氏体相变 389

10.2.1钢中马氏体的晶体结构 389

10.2.2钢及铁合金中马氏体的组织形态 391

10.2.3奥氏体的稳定化 396

10.2.4马氏体的机械性能 399

10.3陶瓷中的马氏体相变 405

10.3.1 ZrO2基陶瓷的同素异构转变 405

10.3.2 ZrO2基陶瓷中的t→m马氏体相变 407

10.3.3陶瓷中的马氏体相变韧化 412

10.4贝氏体相变 415

10.4.1贝氏体相变的基本特征和组织形态 416

10.4.2贝氏体相变机制 420

10.4.3贝氏体相变动力学及其影响因素 424

10.4.4钢中贝氏体的机械性能 428

第十一章 脱溶沉淀型转变 430

11.1脱溶沉淀与时效 430

11.1.1脱溶过程和脱溶物的结构 431

11.1.2脱溶热力学和动力学 434

11.1.3脱溶后的显微组织 436

11.1.4脱溶时效时的性能变化 439

11.2钢中的回火转变 443

11.2.1淬火碳钢回火时的组织转变 443

11.2.2合金元素对回火转变的影响 452

11.2.3回火时机械性能的变化 456

参考文献 462