材料加工原理PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 什么是材料加工 1

1.2 材料加工的意义和作用 3

1.2.1 材料加工技术与人类社会文明发展的关系 3

1.2.2 材料加工技术与国防实力的关系 4

1.2.3 材料加工技术与人民生活水平的关系 5

1.3 材料加工原理的课程内容 6

1.3.1 课程定位 6

1.3.2 课程内容 6

习题 7

参考文献 7

2 液态金属及其加工 8

2.1 液态金属的结构和性质 8

2.1.1 金属从固态熔化为液态时的变化 9

2.1.2 液态金属的结构 12

2.1.3 液态金属的性质 16

2.2 液态金属结晶凝固的热力学和动力学 24

2.2.1 金属液—固转变的热力学条件 24

2.2.2 均质形核 27

2.2.3 异质形核 29

2.2.4 晶体长大 32

2.3 液态金属的冶金处理 36

2.3.1 影响形核的冶金处理 37

2.3.2 影响晶粒长大的冶金处理 43

习题 47

参考文献 47

3 材料加工中的流动与传热 49

3.1 液态金属的流动性和充型能力 49

3.1.1 液态金属的流动性与充型能力的基本概念 50

3.1.2 液态金属的停止流动机理 50

3.1.3 液态金属充型能力的计算 51

3.2 液态金属凝固过程中的流动 53

3.2.1 凝固过程中液体流动的分类 53

3.2.2 凝固过程中液相区的液体流动 55

3.2.3 液态金属在枝晶间的流动 57

3.3 材料的流变行为 58

3.3.1 材料的简单流变性能 58

3.3.2 材料的复杂流变性能 60

3.3.3 合金的流变性能 64

3.3.4 材料的半固态加工 65

3.4 材料加工中的热量传输 67

3.4.1 凝固传热 67

3.4.2 焊接过程的传热特点 75

习题 79

参考文献 79

4 金属的凝固加工 80

4.1 概述 80

4.1.1 凝固理论及应用简介 80

4.1.2 凝固过程的类型 81

4.2 凝固过程中的传质 82

4.2.1 溶质分配方程 82

4.2.2 凝固传质过程的有关物理量 83

4.2.3 稳定传质过程的一般性质 85

4.3 单相合金的凝固 86

4.3.1 平衡凝固 87

4.3.2 近平衡凝固 89

4.4 界面稳定性与晶体形态 97

4.4.1 合金凝固过程中的成分过冷 97

4.4.2 成分过冷对单相合金结晶形态的影响 101

4.5 多相合金的凝固 106

4.5.1 共晶合金的凝固 106

4.5.2 偏晶合金的凝固 114

4.5.3 包晶合金的凝固 115

4.6 凝固组织与控制 118

4.6.1 普通铸件的凝固组织与控制 118

4.6.2 定向凝固条件下的组织与控制 125

4.6.3 焊缝的凝固组织与控制 130

习题 136

参考文献 137

5 材料加工力学基础 138

5.1 应力状态分析 138

5.1.1 基本概念 138

5.1.2 直角坐标系中坐标面上的应力 139

5.1.3 任意斜面上的应力 141

5.1.4 主应力及应力张量不变量 142

5.1.5 主剪应力和最大剪应力 145

5.1.6 应力球张量和应力偏张量 147

5.1.7 八面体应力和等效应力 149

5.1.8 应力莫尔（Mohr）圆 151

5.1.9 应力平衡微分方程 152

5.2 应变状态分析 154

5.2.1 应变的概念 154

5.2.2 应变与位移的关系（小变形几何方程） 157

5.2.3 应变张量分析 158

5.2.4 应变协调方程 161

5.3 屈服准则 162

5.3.1 Tresca屈服准则 163

5.3.2 Mises屈服条件 163

5.3.3 屈服准则的几何表示 165

5.4 塑性变形时的应力应变关系（本构方程） 167

5.4.1 物体变形时应力应变关系的特点 167

5.4.2 弹性应力应变关系 168

5.4.3 塑性变形的增量理论 169

5.5 主应力法及其应用 171

5.5.1 主应力法的概念 171

5.5.2 长矩形板镦粗时的变形力和单位流动压力 171

习题 173

参考文献 175

6 材料加工过程中的化学冶金 176

6.1 概述 176

6.1.1 材料加工过程中的化学冶金问题 176

6.1.2 材料加工过程中的化学冶金特点 177

6.2 气体与液态金属的反应 180

6.2.1 气体的来源 180

6.2.2 氮对金属的作用 183

6.2.3 氢对金属的作用 186

6.2.4 氧对金属的作用 193

6.3 熔渣与液态金属的化学冶金反应 198

6.3.1 熔渣 198

6.3.2 活性熔渣对金属的氧化 206

6.3.3 脱氧处理 208

6.3.4 渗合金反应 214

6.3.5 金属中硫和磷的作用及其控制 216

6.4 金属固态热加工中的冶金反应 221

6.4.1 金属表面氧化 222

6.4.2 表面脱碳与增碳 224

6.5 热加工过程中的保护措施 227

6.5.1 控制气氛 227

6.5.2 真空 229

习题 231

参考文献 232

7 加工引起的内应力和冶金质量问题 233

7.1 内应力形成的原因及其影响 233

7.1.1 内应力形成的原因 233

7.1.2 内应力的影响 235

7.1.3 内应力的防止和消除 235

7.2 主要冶金缺陷 236

7.2.1 偏析 236

7.2.2 非金属夹杂物 240

7.2.3 缩孔与缩松 242

7.2.4 气孔 244

7.2.5 氢白点 248

7.2.6 热裂纹 251

7.2.7 冷裂纹 259

7.2.8 应力腐蚀裂纹 267

7.3 加工引起的金属脆化 272

7.3.1 过热脆化 272

7.3.2 组织脆化 272

7.3.3 杂质引起的脆化 274

习题 275

参考文献 276