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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、凝固成形、塑性成形、焊接成形的特点和流程2

第二节 材料成形的一些基本问题和发展概况6

一、凝固成形的基本问题和发展概况6

二、塑性成形的基本问题和发展概况7

三、焊接成形的基本问题和发展概况10

四、表面成形的基本问题和发展概况12

第三节 本课程的性质和任务13

第二章 材料凝固理论14

第一节 材料凝固概述14

第二节 凝固的热力学基础15

一、状态函数的概念15

二、状态函数间的关系16

三、自发过程16

四、界面张力16

第三节 形核18

一、金属凝固的热力学条件18

二、自发形核19

三、非自发形核21

四、形核剂22

第四节 生长23

一、固-液界面的结构24

二、生长方式25

三、生长速度27

第五节 溶质再分配27

一、溶质再分配与平衡分配系数27

二、非平衡凝固时的溶质再分配28

三、成分过冷判据29

四、成分过冷与晶体生长形态30

五、微观偏析31

六、宏观偏析32

第六节 共晶合金的凝固33

第七节 金属及合金的凝固方式35

一、凝固区特性与凝固件质量的关系35

二、凝固动态曲线与凝固方式36

三、凝固方式的影响因素36

第八节 凝固成形的应用39

一、铸造生产过程中的凝固控制39

二、焊接生产过程中的凝固控制45

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52

第一节 凝固成形热过程52

一、加热熔化的热过程特点及热效率52

二、冷却凝固的热过程特点及热效率53

第二节 塑性成形热过程59

第三节 焊接成形热过程62

一、焊接热过程特点62

二、焊接过程热效率63

三、焊接温度场64

四、焊接热循环71

思考与练习81

第四章 塑性成形理论基础83

第一节 金属冷态下的塑性变形83

一、冷塑性变形机理84

二、冷塑性变形特点85

三、冷塑性变形对金属组织和性能的影响86

第二节 金属热态下的塑性变形87

一、塑性变形时的软化过程88

二、热塑性变形机理89

三、塑性变形对金属组织和性能的影响90

第三节 应力状态和应变状态分析91

一、点的应力状态分析91

二、点的应变状态分析95

第四节 屈服准则100

一、屈雷斯加屈服准则100

二、密塞斯屈服准则100

三、屈雷斯加屈服准则和密塞斯屈服准则的比较101

第五节 应力状态及其影响102

一、应力状态对塑性的影响102

二、应力状态对变形抗力的影响103

第六节 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104

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

思考与练习106

第五章 凝固成形技术108

第一节 凝固成形概述108

第二节 液态金属的获得109

一、铸铁合金的熔炼109

二、铸钢的熔炼110

三、有色合金的熔炼111

第三节 凝固成形方法112

一、砂型铸造112

二、金属型铸造115

三、压力铸造116

四、低压铸造116

五、熔模铸造117

六、离心铸造119

七、几种常用凝固成形方法评价120

第四节 凝固成形件的结构设计121

一、铸造工艺对铸件结构的要求122

二、合金的铸造性能对铸件结构的要求124

第五节 计算机在凝固成形中的应用128

一、凝固成形CAD128

二、凝固成形CAE135

三、凝固成形CAM138

第六节 现代凝固成形技术140

一、定向凝固140

二、快速凝固143

三、深过冷凝固145

四、连续铸造146

五、超常凝固150

思考与练习150

第六章 塑性成形技术152

第一节 板料成形方法153

一、冲裁153

二、弯曲155

三、拉深156

四、胀形158

五、翻边159

六、冲压模具及其结构161

第二节 板料体积成形方法162

一、锻造162

二、挤压167

第三节 计算机在塑性成形中的应用170

一、塑性成形CAD/CAE/CAM概念170

二、塑性成形过程CAE170

三、塑性成形过程模拟软件及应用172

第四节 现代塑性成形技术176

一、虚拟塑性成形技术176

二、基于知识的塑性成形技术177

三、精密塑性成形技术177

四、基于新能源、新介质和不同加载方式的塑性成形新技术178

五、快速制模技术178

思考与练习179

第七章 焊接成形技术180

第一节 典型弧焊方法180

一、手工电弧焊180

二、埋弧自动焊183

三、钨极氩弧焊187

四、熔化极气体保护焊190

第二节 高效弧焊技术194

一、高效埋弧焊194

二、活性焊剂作用下钨极氩弧焊195

三、高效气体保护焊196

第三节 压力焊及钎焊200

一、电阻焊200

二、摩擦焊202

三、搅拌摩擦焊203

四、钎焊206

第四节 常用金属材料焊接208

一、结构钢的焊接209

二、不锈钢的焊接212

三、有色金属的焊接216

第五节 焊接力学219

一、焊接残余应力与焊接残余变形219

二、减少及消除残余应力措施222

三、预防和消除残余变形措施223

四、焊接结构的脆性断裂225

五、焊接结构的疲劳强度226

六、焊接结构的应力腐蚀破坏228

第六节 计算机在焊接成形中的应用231

一、焊接专家系统231

二、焊接数据库系统233

三、焊接数值模拟技术234

四、焊接生产计算机辅助系统236

五、焊接设备的计算机控制237

第七节 现代焊接成形技术239

一、等离子弧焊239

二、激光焊接240

三、电子束焊接241

思考与练习242

第八章 表面成形及强化技术243

第一节 表面涂层技术243

一、热喷涂技术244

二、涂层结合机理、结构特点及喷涂材料248

三、电镀、化学镀及堆焊249

四、表面沉积251

第二节 表面改性技术254

一、固态表面强化254

二、液态表面强化257

思考与练习259

第九章 粉末合金及陶瓷成形技术260

第一节 粉末合金及陶瓷成形过程概论260

一、制备原材料粉末260

二、成形过程260

三、烧结过程261

第二节 原材料加工261

一、雾化法及电解法262

二、粉末及其特性263

第三节 粉末成形266

第四节 烧结271

第五节 粉末合金及陶瓷成形技术的新发展273

一、电火花烧结273

二、喷射成形274

三、粉末锻造275

四、热挤压276

思考与练习277

第十章 塑料成形技术278

第一节 塑料的组成、分类及主要成形方法278

一、塑料的组成及结构特点278

二、塑料的分类279

三、塑料的可加工性及主要成形方法279

第二节 塑料成形理论基础280

一、塑料的流变性280

二、塑料成形过程的物理和化学变化281

第三节 注射成形及其模具282

一、注射成形过程282

二、典型注射模具结构284

第四节 塑料的焊接288

一、塑料的可焊性288

二、塑料的焊接成形方法288

思考与练习289

参考文献291