材料成形技术基础PDF电子书下载

第一篇 铸造 1

第1章 铸造工艺基础 1

1.1液态合金的充型能力 1

1.2铸件的凝固与收缩 3

1.3铸造应力及铸件的变形与裂纹 5

1.4习题与思考题 8

第2章 常用铸造合金及其熔炼 9

2.1常用铸造合金 9

2.1.1铸铁 9

2.1.2铸钢 19

2.1.3铸造有色合金 23

2.2常用铸造合金的熔炼 34

2.2.1铸铁的熔炼 34

2.2.2铸钢的熔炼 36

2.2.3铸造有色合金的熔炼 38

2.3习题与思考题 39

第3章 铸造成形方法 40

3.1砂型铸造 40

3.2特种铸造 43

3.2.1熔模铸造 43

3.2.2金属型铸造 44

3.2.3压力铸造 45

3.2.4离心铸造 46

3.2.5其他特种铸造方法 47

3.3习题与思考题 50

第4章 铸造工艺与铸件结构设计 51

4.1铸造工艺设计 51

4.2铸造工艺设计实例 59

4.3铸件结构设计 60

4.3.1铸造性能对铸件结构的要求 61

4.3.2铸造工艺对铸件结构的要求 64

4.3.3铸件结构设计应考虑的其他方面 66

4.4习题与思考题 67

第5章 铸件质量控制及其过程的计算机数值模拟 70

5.1铸造生产过程的质量控制 70

5.1.1铸造生产的工艺过程 70

5.1.2铸造生产工序的质量控制 71

5.2铸件质量的检验 72

5.2.1铸件质量 72

5.2.2铸件质量检验 72

5.3铸件缺陷的产生和修复 73

5.3.1铸件常见缺陷及其产生原因 73

5.3.2铸件缺陷的修复 74

5.4铸造过程的计算机数值模拟 77

5.4.1铸件充型及传热过程模拟 78

5.4.2铸件应力场的数值模拟 80

5.4.3凝固过程的微观组织模拟 80

5.4.4铸造过程数值模拟主要专业软件简介 80

5.5习题与思考题 84

第6章 常用铸造设备 85

6.1铸造设备的分类 85

6.2造型和制芯设备 85

6.2.1压实式造型机 85

6.2.2震实式造型机 86

6.2.3震压式造型机 87

6.2.4射压式造型机 88

6.2.5气冲造型机 88

6.2.6抛砂机 89

6.3制芯机 89

6.3.1热芯盒射芯机 89

6.3.2壳芯机 90

6.3.3冷芯盒射芯机 91

6.4混砂设备 92

6.4.1碾轮式混砂机 93

6.4.2碾轮转子式混砂机 93

6.4.3逆流式混砂机 94

6.5落砂与清理设备 94

6.5.1落砂机 94

6.5.2抛丸及喷丸清理设备 96

6.6压铸机 98

6.6.1热室压铸机 98

6.6.2冷室压铸机 99

6.7离心浇注机 101

6.7.1悬臂式卧式离心铸造机 102

6.7.2托辊式卧式离心铸造机 102

6.7.3立式离心铸造机 103

6.8连铸机 103

6.8.1钢包运载装置 104

6.8.2中间包及运载装置 104

6.8.3结晶器及振动装置 105

6.8.4二次冷却装置 106

6.8.5拉坯矫直装置 106

6.8.6切割装置 106

6.8.7引锭装置 106

6.9习题与思考题 107

第二篇 塑性成形技术 108

第7章 绪论 108

7.1塑性成形技术的含义与特点 108

7.1.1塑性成形的定义 108

7.1.2塑性成形的本质 108

7.1.3塑性成形中需要解决的基本问题 109

7.1.4塑性成形技术的特点 109

7.2塑性成形工艺方法的分类 109

7.3工艺与设备的关系 110

7.4塑性成形技术的发展趋势 111

第8章 金属塑性变形力学基础 117

8.1金属材料的真实应力-应变曲线 117

8.1.1金属材料的单向拉伸试验 118

8.1.2金属材料的单向拉伸试验曲线载荷最大点及颈缩阶段的特性 120

8.1.3真实应力-应变曲线的近似数学表达式 121

8.1.4变形温度和应变速率对真实应力-应变曲线的影响 123

8.2应力平衡微分方程 123

8.2.1直角坐标系中一点的应力状态 123

8.2.2应力平衡微分方程 129

8.3屈服准则 131

8.3.1与屈服准则相关的金属材料的某些性质 132

8.3.2屈雷斯加屈服准则（最大剪应力不变条件） 133

8.3.3密席斯屈服准则（弹性形变能不变条件） 133

8.3.4中间主应力的影响 134

8.3.5平面问题和轴对称问题中屈服准则的简化 135

8.3.6塑性变形中的应力状态对塑性与变形抗力的影响 135

8.4几何方程、应变连续方程与体积不变条件 137

8.4.1质点的应变状态与几何方程 137

8.4.2变形连续方程 139

8.4.3塑性变形时的体积不变条件 140

8.4.4主应变、应变张量的不变量、主剪应变和最大剪应变 140

8.4.5应变偏张量和球张量 141

8.4.6应变状态的影响 141

8.5本构关系 141

8.5.1弹性应力应变的关系 142

8.5.2塑性变形的增量理论（流动理论） 143

8.6变形力的理论计算与主应力法 146

8.6.1变形力的数学解析法 146

8.6.2主应力法 149

8.7习题与思考题 151

第9章 塑性成形设备 153

9.1概论 153

9.1.1塑性成形设备的驱动与传动的特点 153

9.1.2塑性成形设备的分类 155

9.2锻造设备 158

9.2.1液压机概述 159

9.2.2液压机动力装置 162

9.2.3液压缸部件 164

9.2.4液压机机身 167

9.3冲压设备 169

9.3.1机械压力机概述 169

9.3.2曲柄滑块机构的设计计算 173

9.3.3机械压力机传动系统 177

9.3.4机械压力机离合器与制动器 183

9.4习题与思考题 187

第10章 锻造工艺 188

10.1锻造基本工序 188

10.1.1自由锻工序 188

10.2锻造模具及其结构 194

10.3锻造过程有限元分析 204

10.4习题与思考题 206

第11章 板料冲压成形工艺 207

11.1冲压成形基本工序 207

11.1.1冲裁 207

11.1.2弯曲 210

11.1.3拉深 212

11.1.4成形 214

11.2冲压模具及其结构 216

11.2.1冲裁模具及其结构 216

11.2.2弯曲模的典型结构 218

11.2.3拉深模的典型结构 220

11.3冲压过程有限元分析 221

11.3.1有限元分析简介 221

11.3.2板料成形有限元模拟 222

11.3.3板料成形有限元模拟前后处理技术 223

11.4习题与思考题 225

第12章 挤压成形工艺 227

12.1挤压成形基本工序 228

12.1.1挤压工艺分类 228

12.1.2挤压金属流动规律 230

12.1.3挤压主要缺陷形式 233

12.2挤压模具及其结构 234

12.2.1冷挤压模具及其结构 234

12.2.2温挤压模具及其结构 236

12.2.3热挤压模具及其结构 237

12.3挤压过程有限元分析 237

第三篇 焊接技术 240

第13章 焊接冶金与成形原理 240

13.1焊接冶金成形原理 240

13.1.1焊接的实质 240

13.1.2焊接接头的特征 240

13.1.3焊接冶金过程的特点 241

13.1.4焊缝金属的结晶 241

13.1.5改善焊缝金属组织的措施 242

13.1.6影响焊接接头组织与性能的因素 242

13.2液态金属与气体的相互作用 244

13.2.1焊接过程中的气体及其来源 244

13.2.2金属的氧化及其影响 244

13.2.3焊缝金属的氮化及其影响 245

13.2.4氢对焊缝金属的作用 246

13.3液态金属与熔渣的相互作用 247

13.3.1熔渣的作用及其分类 248

13.3.2熔渣的物理性能及其对焊缝的影响 248

13.3.3熔渣的化学性能及其对焊缝的影响 250

13.3.4焊接熔渣的断面情况 253

13.4习题与思考题 254

第14章 常用焊接方法 256

14.1电弧焊接方法 256

14.1.1手工电弧焊 256

14.1.2埋弧自动焊 260

14.1.3钨极氩弧焊 262

14.1.4熔化极气体保护焊 265

14.1.5熔化极氩弧焊 266

14.1.6二氧化碳气体保护焊 267

14.1.7药芯焊丝气体保护焊 268

14.2压力焊及钎焊 269

14.2.1电阻焊 269

14.2.2摩擦焊 275

14.2.3钎焊 277

14.3习题与思考题 279

第15章 焊接性分析与常用金属焊接 282

15.1金属的焊接性及试验方法 282

15.1.1金属的焊接性 282

15.1.2影响焊接性的主要因素 282

15.1.3金属焊接性的评估 283

15.2结构钢的焊接 286

15.2.1碳钢的焊接性 286

15.2.2合金结构钢的焊接 287

15.3不锈钢的焊接 291

15.3.1奥氏体不锈钢的焊接 291

15.3.2马氏体不锈钢的焊接 292

15.3.3铁素体不锈钢的焊接 292

15.4有色金属的焊接 293

15.4.1铝及铝合金的焊接 293

15.4.2铜及铜合金的焊接 295

15.5习题与思考题 296

第16章 焊接结构力学与强度 297

16.1焊接应力与变形 297

16.1.1焊接应力与变形的形成 297

16.1.2纵向残余应力及其分布特点 298

16.1.3横向残余应力及其分布特点 299

16.1.4厚板中厚度方向残余应力及其分布 300

16.2残余应力对结构的影响 300

16.2.1对静载强度的影响 300

16.2.2对构件加工尺寸精度的影响 301

16.2.3对受压杆件稳定性的影响 302

16.2.4对应力腐蚀裂纹的影响 302

16.3减小及消除焊接残余应力的措施 302

16.3.1减小焊接残余应力的措施 302

16.3.2消除焊接残余应力的措施 303

16.4预防和消除焊接变形的措施 303

16.4.1焊接变形的分类 303

16.4.2预防焊接变形的措施 304

16.4.3消除焊接变形的方法 305

16.5焊接结构冲击韧性和低温强度 305

16.5.1焊接结构的脆性断裂 305

16.6 焊接结构的疲劳强度 307

16.6.1焊接结构的疲劳 307

16.6.2提高焊接接头疲劳强度的措施 307

16.7焊接结构的应力腐蚀破坏 309

16.7.1应力腐蚀破坏 309

16.7.2防止焊接结构产生应力腐蚀的措施 309

16.8习题与思考题 310

第17章 高能束焊接 312

17.1高能束焊接的物理基础 312

17.1.1高能束流束源品质的发展 312

17.1.2高能束流焊接技术 312

17.2电子束焊 313

17.2.1电子束焊的基本原理 313

17.2.2电子束焊的深熔焊效应 313

17.2.3电子束焊的特点 314

17.2.4电子束焊的适用范围 314

17.2.5电子束焊工艺 314

17.2.6真空电子束焊的应用 315

17.3激光焊 316

17.3.1激光焊原理 316

17.3.2激光焊的特点 316

17.3.3激光焊的应用 316

17.3.4激光焊工艺 317

17.4习题与思考题 317

第18章 焊接工装设计 319

18.1焊接工装的组成与分类 319

18.1.1焊接工装的地位和作用 319

18.1.2焊接工装的分类 319

18.1.3焊接工装的特点 320

18.2焊件的定位原理及定位器设计 320

18.2.1焊件的定位及定位器 320

18.3焊接工装夹具 323

18.3.1夹紧的作用 323

18.3.2夹紧机构的设计要点 324

18.3.3对夹紧机构的基本要求 324

18.3.4夹紧机构的组成 324

18.3.5常用夹紧机构 325

18.3.6气动与液压夹紧器 325

18.3.7专用夹具 326

18.4焊接工装夹具的设计方法 326

18.4.1夹具设计的基本要求 326

18.4.2工装夹具设计基本方法 327

18.4.3工装夹具设计的步骤 327

18.4.4工装夹具制造的精度要求 328

18.4.5夹具结构工艺性 328

18.5焊接变位机械 329

18.5.1焊接操作机 329

18.5.2焊工变位机 330

18.5.3变位机械装备的组合应用 330

18.6焊件变位机械 331

18.6.1焊件变位机 331

18.6.2焊件变位机设计 334

18.7习题与思考题 335

参考文献 336