绪论 1
0.1 工程材料的发展 1
0.1.1 金属材料的发展 2
0.1.2 无机非金属材料（陶瓷）的发展 6
0.1.3 高分子材料的发展 10
0.1.4 复合材料的发展 12
0.1.5 其他先进材料 16
0.1.6 工程材料的发展 22
0.2 制造（工艺）技术的发展历史、现状与发展趋势 22
0.2.1 制造技术的发展历史 22
0.2.2 制造技术的现状 24
0.2.3 制造业及先进制造技术的发展趋势 25
0.3 材料成形技术的历史、现状与发展趋势 26
0.3.1 材料成形技术发展历史 27
0.3.2 材料成形技术的现状与发展趋势 29
0.4 本课程的性质、学习要求和任务 31
本章学习指南 32
复习思考题 32
第一篇 工程材料 35
第1章 材料的力学性能与组织结构 35
1.1 工程材料的力学性能 35
1.1.1 强度与塑性 35
1.1.2 硬度 38
1.1.3 韧性 40
1.1.4 疲劳强度 41
1.1.5 材料的高温性能 42
1.1.6 粘弹性和粘流性 43
1.2 工程材料的组织结构 43
1.2.1 金属材料的组织结构 43
1.2.2 陶瓷材料的组织结构 59
1.2.3 高分子材料的组织结构 62
本章学习指南 66
复习思考题 66
第2章 工程材料的改性与表面工程 68
2.1 提高金属材料性能的主要途径 68
2.1.1 金属材料的晶粒细化及其合金化 68
2.1.2 金属材料的热处理 69
2.1.3 金属材料的塑性变形 77
2.2 陶瓷材料的强韧化措施 81
2.2.1 无机非金属材料热处理 81
2.2.2 提高无机非金属材料性能的其他途径 84
2.3 提高高分子材料性能的主要途径 85
2.3.1 高分子材料的改性 86
2.3.2 高分子材料的拉拔强化 87
2.4 工程材料的表面工程 87
2.4.1 热喷涂 87
2.4.2 电镀与化学镀 91
2.4.3 电刷镀 93
2.4.4 热浸镀 94
2.4.5 涂装 95
2.4.6 气相沉积技术 96
2.4.7 高能束技术简介 97
2.5 纳米材料 97
2.5.1 纳米材料的基本概念 98
2.5.2 纳米材料的性质 98
2.5.3 纳米固体材料 99
2.5.4 纳米固体材料的应用 100
2.5.5 纳米材料制备方法简介 101
本章学习指南 104
复习思考题 105
第3章 金属材料及其应用 107
3.1 碳素钢 107
3.1.1 碳钢的成分和分类 107
3.1.2 碳钢的牌号及用途 108
3.2 合金钢 110
3.2.1 合金钢的分类 110
3.2.2 合金钢的编号 110
3.2.3 合金结构钢 111
3.2.4 合金工具钢 117
3.2.5 特殊性能钢 122
3.3 铸铁 124
3.3.1 灰铸铁 125
3.3.2 球墨铸铁 127
3.3.3 可锻铸铁 129
3.3.4 蠕墨铸铁 131
3.3.5 合金铸铁 132
3.4 非铁金属（有色金属）及其合金 132
3.4.1 铝及铝合金 132
3.4.2 铜及铜合金 138
3.4.3 钛及钛合金 145
3.4.4 轴承合金 146
3.5 金属材料的选用 147
3.5.1 选材的基本原则 147
3.5.2 几种材料的合理使用 148
3.5.3 典型零件和常用工具的选材实例 149
本章学习指南 151
复习思考题 151
第4章 非金属材料与复合材料 153
4.1 陶瓷材料及其应用 153
4.1.1 陶瓷材料的性能特征 153
4.1.2 工业陶瓷及其应用 154
4.2 高分子材料及其应用 156
4.2.1 高分子材料的分类及其命名 156
4.2.2 塑料 157
4.2.3 橡胶 161
4.2.4 有机纤维 163
4.2.5 胶粘剂 164
4.3 复合材料及其应用 166
4.3.1 复合材料的分类 167
4.3.2 复合材料的性能特征 167
4.3.3 复合材料的增强原理和复合原则 168
4.3.4 典型的复合材料 169
本章学习指南 174
复习思考题 174
第二篇 工程材料成形技术基础 179
第5章 材料的液态成形工艺 179
5.1 金属铸造工艺简介 179
5.2 铸造工艺基础知识 180
5.2.1 液态金属的充型能力 180
5.2.2 合金的凝固特性 181
5.2.3 合金的收缩性 182
5.2.4 合金的吸气性及气孔 185
5.2.5 常用铸造合金的铸造性能特点 186
5.2.6 新型材料——金属间化合物及其铸造性能特点 187
5.3 砂型铸造 188
5.3.1 造型方法的选择 188
5.3.2 砂型铸造常见缺陷 190
5.4 特种铸造 191
5.4.1 金属型铸造 191
5.4.2 熔模铸造 192
5.4.3 压力铸造 193
5.4.4 低压铸造 194
5.4.5 离心铸造 194
5.4.6 消失模铸造 194
5.4.7 铸造方法的选择 197
5.5 铸件结构工艺性 198
5.5.1 铸件结构应利于避免或减少铸件缺陷 198
5.5.2 铸件结构应利于简化铸造工艺 200
5.5.3 铸件结构要便于后续加工 202
5.6 计算机在铸造生产中的应用简介 203
5.6.1 系统组成 203
5.6.2 测试系统的工作过程 203
5.6.3 控制系统 204
本章学习指南 204
复习思考题 205
第6章 材料的塑性成形工艺 206
6.1 塑性成形的基础知识 207
6.1.1 塑性成形基本定律 207
6.1.2 材料的塑性成形性 208
6.2 金属塑性成形方法 209
6.2.1 自由锻 209
6.2.2 模型锻造 216
6.2.3 挤压成形 221
6.2.4 板材冲压成形 225
6.3 锻压件结构工艺性 236
6.3.1 自由锻件的结构工艺性 236
6.3.2 模锻件的结构工艺性 236
6.3.3 挤压件的结构工艺性 237
6.3.4 冲压件的结构工艺性 239
6.4 先进塑性成形方法 242
6.4.1 精密模锻 242
6.4.2 摆动辗压 243
6.4.3 液态模锻 243
6.4.4 径向锻造 245
6.4.5 粉末锻造 245
6.4.6 高能成形 246
6.5 计算机在塑性成形中的应用简介 247
本章学习指南 249
复习思考题 250
第7章 材料的连接成形技术 253
7.1 连接成形技术概述 253
7.1.1 连接技术及应用 253
7.1.2 焊接技术概况 253
7.2 熔化焊连接的基本知识 254
7.2.1 焊接热过程及焊接热源 254
7.2.2 电弧焊基本知识 256
7.3 常用熔化焊连接方法 262
7.3.1 焊条电弧焊 262
7.3.2 埋弧自动焊 264
7.3.3 气体保护电弧焊 266
7.3.4 电渣焊 269
7.3.5 电子束焊接 270
7.3.6 激光焊接 271
7.3.7 等离子弧焊 272
7.4 压焊连接方法 273
7.4.1 电阻焊 273
7.4.2 摩擦焊 275
7.4.3 超声波焊接 276
7.4.4 扩散焊 277
7.5 钎焊连接方法 278
7.5.1 硬钎焊 278
7.5.2 软钎焊 279
7.6 常用材料的焊接 279
7.6.1 金属材料的焊接 279
7.6.2 塑料的焊接 284
7.6.3 异种材料的焊接 286
7.7 焊接结构工艺设计 286
7.7.1 焊接结构材料的选择 286
7.7.2 焊接方法的选择 287
7.7.3 焊缝的布置 288
7.7.4 焊接接头及其设计 291
7.8 材料的铆接连接 293
7.9 材料的胶接连接 294
7.9.1 概述 294
7.9.2 胶接工艺 295
本章学习指南 296
复习思考题 296
第8章 高分子材料成形工艺 298
8.1 高分子材料成形原理 298
8.1.1 高聚物的物理状态 298
8.1.2 高聚合物的成形性能 298
8.2 塑料成形工艺 300
8.2.1 塑料成形方法 300
8.2.2 塑料加工 303
8.2.3 典型模具结构 304
8.2.4 塑料件的结构工艺性 310
8.2.5 常用塑料零件的选材 312
8.3 橡胶成形工艺 313
8.3.1 橡胶加工的工艺过程 313
8.3.2 橡胶成形方法 315
8.4 薄膜成形技术简介 317
8.4.1 薄膜的成形工艺 317
8.4.2 拉幅薄膜的成形 318
8.5 高分子材料快速成形方法 318
8.6 计算机技术在高分子材料成形中的应用简介 318
8.6.1 注射成型CAD/CAM/CAE技术简介 318
8.6.2 常用塑料成形模拟软件简介 320
本章学习指南 320
复习思考题 321
第9章 粉末冶金与陶瓷材料的成形工艺 323
9.1 粉体成形原理 323
9.1.1 粉料的基本物理性能 323
9.1.2 压制成形原理 325
9.1.3 可塑成形原理 327
9.1.4 浆料成形原理 329
9.2 粉体制备技术 330
9.2.1 粉碎与机械合金化方法 331
9.2.2 合成法 332
9.3 粉末冶金的成形工艺 337
9.3.1 压制成形 337
9.3.2 粉浆浇注成形 339
9.3.3 楔形压制 340
9.4 陶瓷材料的成形工艺 340
9.4.1 浆料成形 340
9.4.2 可塑成形 343
9.4.3 压制成形 345
9.5 烧结工艺与方法 347
9.5.1 烧结工艺 347
9.5.2 烧结方法 348
本章学习指南 349
复习思考题 349
第10章 复合材料的成形工艺 350
10.1 复合材料简述 350
10.1.1 复合材料的特点 350
10.1.2 复合材料的原料 351
10.1.3 复合材料的失效 352
10.1.4 复合材料的成形工艺特点与要求 352
10.2 金属基复合材料成形工艺 353
10.2.1 固态法 353
10.2.2 液态法 355
10.2.3 其他方法 357
10.3 树脂基复合材料成形工艺 357
10.3.1 手糊成形工艺 358
10.3.2 喷射成形工艺 358
10.3.3 袋压成形工艺 359
10.3.4 层压成形工艺 359
10.3.5 模压成形工艺 360
10.3.6 拉挤成形工艺 361
10.3.7 缠绕成形工艺 362
10.4 陶瓷基复合材料成形工艺 363
10.4.1 热压成形 363
10.4.2 注射成形 363
10.4.3 化学气相渗透工艺 364
10.4.4 直接氧化法 364
10.4.5 溶胶-凝胶法 365
本章学习指南 365
复习思考题 365
第11章 材料成形新技术 367
11.1 快速成形工艺 367
11.1.1 快速成形原理 367
11.1.2 快速成形技术的发展现状 368
11.1.3 快速成形技术的工艺特点 368
11.1.4 典型快速成形工艺简介 369
11.1.5 快速成形技术的应用 373
11.2 材料液态成形新技术 374
11.2.1 液固复合成形新技术 374
11.2.2 金属快速凝固成形技术 376
11.2.3 材料液态成形计算机模拟新技术 378
11.3 材料塑性成形新工艺 380
11.3.1 金属复合成形技术 380
11.3.2 多向锻造技术 381
11.3.3 热冲压成形技术 382
11.3.4 超塑性成形 383
11.3.5 材料塑性成形计算机模拟技术 384
11.4 材料连接成形新工艺 384
11.4.1 机器人激光焊 384
11.4.2 混合激光MIG/MAG焊接技术 386
11.4.3 串联MIG/MAG焊接技术 387
11.4.4 磁脉冲焊接技术 387
11.4.5 摩擦搅拌焊接 388
11.4.6 异种材料连接技术简介 389
11.4.7 塑料焊接新技术简介 390
11.4.8 材料连接计算机模拟技术 390
11.5 粉末成形与陶瓷材料成形新工艺 391
11.5.1 金属粉末成形新技术 391
11.5.2 陶瓷成形新技术 394
本章学习指南 396
复习思考题 397
参考文献 398