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/CAM 156
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