工程材料及其成形技術基礎（簡體書）

本書是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。 本書在內容上力求將原金屬材料及其成形技術的教學內涵向工程材料及其成形技術的教學內涵轉變。在結構上力求將材料學基礎與材料成形技術基礎融為一體，并充分體現新的“工程材料與機械製造基礎”課程教學改革思想。橫向上不僅涵蓋了常規材料成形技術基礎，還充分體現了與現代製造技術、材料科學、現代信息技術等學科的密切交叉和融合；縱向上不僅涉及現有工程材料成形，還體現了工程材料和成形技術的歷史傳承和未來發展趨勢。 全書分為緒論及一、二兩篇，緒論主要對工程材料與成形技術進行了簡述，重點介紹了工程材料、製造技術和材料成形技術的歷史、現狀和發展趨勢。第一篇為工程材料，由四章組成，包括材料的力學性能與組織結構、工程材料的改性與表面工程、金屬材料及其應用、非金屬材料與復合材料。第二篇為工程材料成形技術基礎，由七章組成，包括材料的液態成形工藝、材料的塑性成形工藝、材料的連接成形技術、高分子材料成形工藝、粉末冶金與陶瓷材料的成形工藝、復合材料的成形工藝、材料成形新技術。為方便學生學習，各章后均附有學習指南與復習思考題。 本書的特點是加強了工程材料與材料成形技術之間的有機聯系，增加了大量新的知識，視野更開闊，模塊化的特點更明顯，方便相關專業科研技術人員、教師、學生對教學內容進行選擇性的閱讀。 本書可以作為高等學校不同專業、不同學時的工程類、管理類的教材，也可以作為從事材料科學與工程、機械工程、工業管理、化工機械等相關專業技術人員的參考書。

緒論
0.1 工程材料的發展
0.1.1 金屬材料的發展
0.1.2 無機非金屬材料(陶瓷)的發展
0.1.3 高分子材料的發展
0.1.4 復合材料的發展
0.1.5 其他先進材料
0.1.6 工程材料的發展
0.2 製造(工藝)技術的發展歷史、現狀與發展趨勢
0.2.1 製造技術的發展歷史
0.2.2 製造技術的現狀
0.2.3 製造業及先進製造技術的發展趨勢
0.3 材料成形技術的歷史、現狀與發展趨勢
0.3.1 材料成形技術發展歷史
0.3.2 材料成形技術的現狀與發展趨勢
0.4 本課程的性質、學習要求和任務
本章學習指南
復習思考題
第一篇 工程材料
第1章 材料的力學性能與組織結構
1.1 工程材料的力學性能
1.1.1 強度與塑性
1.1.2 硬度
1.1.3 韌性
1.1.4 疲勞強度
1.1.5 材料的高溫性能
1.1.6 粘彈性和粘流性
1.2 工程材料的組織結構
1.2.1 金屬材料的組織結構
1.2.2 陶瓷材料的組織結構
1.2.3 高分子材料的組織結構
本章學習指南
復習思考題
第2章 工程材料的改性與表面工程
2.1 提高金屬材料性能的主要途徑
2.1.1 金屬材料的晶粒細化及其合金化
2.1.2 金屬材料的熱處理
2.1.3 金屬材料的塑性變形
2.2 陶瓷材料的強韌化措施
2.2.1 無機非金屬材料熱處理
2.2.2 提高無機非金屬材料性能的其他途徑
2.3 提高高分子材料性能的主要途徑
2.3.1 高分子材料的改性
2.3.2 高分子材料的拉拔強化
2.4 工程材料的表面工程
2.4.1 熱噴涂
2.4.2 電鍍與化學鍍
2.4.3 電刷鍍
2.4.4 熱浸鍍
2.4.5 涂裝
2.4.6 氣相沉積技術
2.4.7 高能束技術簡介
2.5 納米材料
2.5.1 納米材料的基本概念
2.5.2 納米材料的性質
2.5.3 納米固體材料
2.5.4 納米固體材料的應用
2.5.5 納米材料制備方法簡介.
本章學習指南
復習思考題
第3章 金屬材料及其應用
3.1 碳素鋼
3.1.1 碳鋼的成分和分類
3.1.2 碳鋼的牌號及用途
3.2 合金鋼
3.2.1 合金鋼的分類
3.2.2 合金鋼的編號
3.2.3 合金結構鋼
3.2.4 合金工具鋼
3.2.5 特殊性能鋼
3.3 鑄鐵
3.3.1 灰鑄鐵
3.3.2 球墨鑄鐵
3.3.3 可鍛鑄鐵
3.3.4 蠕墨鑄鐵
3.3.5 合金鑄鐵
3.4 非鐵金屬(有色金屬)及其合金
3.4.1 鋁及鋁合金
3.4.2 銅及銅合金
3.4.3 鈦及鈦合金
3.4.4 軸承合金
3.5 金屬材料的選用
3.5.1 選材的基本原則
3.5.2 幾種材料的合理使用
3.5.3 典型零件和常用工具的選材實例
本章學習指南
復習思考題
第4章 非金屬材料與復合材料
4.1 陶瓷材料及其應用
4.1.1 陶瓷材料的性能特徵
4.1.2 工業陶瓷及其應用
4.2 高分子材料及其應用
4.2.1 高分子材料的分類及其命名
4.2.2 塑料
4.2.3 橡膠
4.2.4 有機纖維
4.2.5 膠粘劑
4.3 復合材料及其應用
4.3.1 復合材料的分類
4.3.2 復合材料的性能特徵
4.3.3 復合材料的增強原理和復合原則
4.3.4 典型的復合材料
本章學習指南
復習思考題
第二篇 工程材料成形技術基礎
第5章 材料的液態成形工藝
5.1 金屬鑄造工藝簡介
5.2 鑄造工藝基礎知識
5.2.1 液態金屬的充型能力
5.2.2 合金的凝固特性
5.2.3 合金的收縮性
5.2.4 合金的吸氣性及氣孔
5.2.5 常用鑄造合金的鑄造性能特點
5.2.6 新型材料——金屬間化合物及其鑄造性能特點
5.3 砂型鑄造
5.3.1 造型方法的選擇
5.3.2 砂型鑄造常見缺陷
5.4 特種鑄造
5.4.1 金屬型鑄造
5.4.2 熔模鑄造
5.4.3 壓力鑄造
5.4.4 低壓鑄造
5.4.5 離心鑄造
5.4.6 消失模鑄造
5.4.7 鑄造方法的選擇
5.5 鑄件結構工藝性
5.5.1 鑄件結構應利于避免或減少鑄件缺陷
5.5.2 鑄件結構應利于簡化鑄造工藝
5.5.3 鑄件結構要便于后續加工
5.6 計算機在鑄造生產中的應用簡介
5.6.1 系統組成
5.6.2 測試系統的工作過程
5.6.3 控制系統
本章學習指南
復習思考題
第6章 材料的塑性成形工藝
6.1 塑性成形的基礎知識
6.1.1 塑性成形基本定律
6.1.2 材料的塑性成形性
6.2 金屬塑性成形方法
6.2.1 自由鍛
6.2.2 模型鍛造
6.2.3 擠壓成形
6.2.4 板材沖壓成形
6.3 鍛壓件結構工藝性
6.3.1 自由鍛件的結構工藝性
6.3.2 模鍛件的結構工藝性
6.3.3 擠壓件的結構工藝性
6.3.4 沖壓件的結構工藝性
6.4 先進塑性成形方法
6.4.1 精密模鍛
6.4.2 擺動輾壓
6.4.3 液態模鍛
6.4.4 徑向鍛造
6.4.5 粉末鍛造
6.4.6 高能成形
6.5 計算機在塑性成形中的應用簡介
本章學習指南
復習思考題
第7章 材料的連接成形技術
7.1 連接成形技術概述
7.1.1 連接技術及應用
7.1.2 焊接技術概況
7.2 熔化焊連接的基本知識
7.2.1 焊接熱過程及焊接熱源
7.2.2 電弧焊基本知識
7.3 常用熔化焊連接方法
7.3.1 焊條電弧焊
7.3.2 埋弧自動焊
7.3.3 氣體保護電弧焊
7.3.4 電渣焊
7.3.5 電子束焊接
7.3.6 激光焊接
7.3.7 等離子弧焊
7.4 壓焊連接方法
7.4.1 電阻焊
7.4.2 摩擦焊
7.4.3 超聲波焊接
7.4.4 擴散焊
7.5 釬焊連接方法
7.5.1 硬釬焊
7.5.2 軟釬焊
7.6 常用材料的焊接
7.6.1 金屬材料的焊接
7.6.2 塑料的焊接
7.6.3 異種材料的焊接
7.7 焊接結構工藝設計
7.7.1 焊接結構材料的選擇
7.7.2 焊接方法的選擇
7.7.3 焊縫的布置
7.7.4 焊接接頭及其設計
7.8 材料的鉚接連接
7.9 材料的膠接連接
7.9.1 概述
7.9.2 膠接工藝
本章學習指南
復習思考題
第8章 高分子材料成形工藝
8.1 高分子材料成形原理
8.1.1 高聚物的物理狀態
8.1.2 高聚合物的成形性能
8.2 塑料成形工藝
8.2.1 塑料成形方法
8.2.2 塑料加工
8.2.3 典型模具結構
8.2.4 塑料件的結構工藝性
8.2.5 常用塑料零件的選材
8.3 橡膠成形工藝
8.3.1 橡膠加工的工藝過程
8.3.2 橡膠成形方法
8.4 薄膜成形技術簡介
8.4.1 薄膜的成形工藝
8.4.2 拉幅薄膜的成形
8.5 葛分子材料快速成形方法
8.6 計算機技術在高分子材料成形中的應用簡介
8.6.1 注射成型CAD/CAM/CAE技術簡介
8.6.2 常用塑料成形模擬軟件簡介
本章學習指南
復習思考題
第9章 粉末冶金與陶瓷材料的成形工藝
9.1 粉體成形原理
9.1.1 粉料的基本物理性能
9.1.2 壓制成形原理
9.1.3 可塑成形原理
9.1.4 漿料成形原理
9.2 粉體制備技術
9.2.1 粉碎與機械合金化方法
9.2.2 合成法
9.3 粉末冶金的成形工藝
9.3.1 壓制成形
9.3.2 粉漿澆注成形
9.3.3 楔形壓制
9.4 陶瓷材料的成形工藝
9.4.1 漿料成形
9.4.2 可塑成形
9.4.3 壓制成形
9.5 燒結工藝與方法
9.5.1 燒結工藝
9.5.2 燒結方法
本章學習指南
復習思考題
第10章 復合材料的成形工藝
10.1 復合材料簡述
10.1.1 復合材料的特點
10.1.2 復合材料的原料
10.1.3 復合材料的失效
10.1.4 復合材料的成形工藝特點與要求
10.2 金屬基復合材料成形工藝
10.2.1 固態法
10.2.2 液態法
10.2.3 其他方法
10.3 樹脂基復合材料成形工藝
10.3.1 手糊成形工藝
10.3.2 噴射成形工藝
10.3.3 袋壓成形工藝
10.3.4 層壓成形工藝
10.3.5 模壓成形工藝
10.3.6 拉擠成形工藝
10.3.7 纏繞成形工藝
10.4 陶瓷基復合材料成形工藝
10.4.1 熱壓成形
10.4.2 注射成形
10.4.3 化學氣相滲透工藝
10.4.4 直接氧化法
10.4.5 溶膠-凝膠法
本章學習指南
復習思考題
第11章 材料成形新技術
11.1 快速成形工藝
11.1.1 快速成形原理
11.1.2 快速成形技術的發展現狀
11.1.3 快速成形技術的工藝特點
11.1.4 典型快速成形工藝簡介
11.1.5 快速成形技術的應用
11.2 材料液態成形新技術
11.2.1 液固復合成形新技術
11.2.2 金屬快速凝固成形技術
11.2.3 材料液態成形計算機模擬新技術
11.3 材料塑性成形新工藝
11.3.1 金屬復合成形技術
11.3.2 多向鍛造技術
11.3.3 熱沖壓成形技術
11.3.4 超塑性成形
11.3.5 材料塑性成形計算機模擬技術
11.4 材料連接成形新工藝
11.4.1 機器人激光焊
11.4.2 混合激光MIG/MAG焊接技術
11.4.3 串聯MIG/MAG焊接技術
11.4.4 磁脈沖焊接技術
11.4.5 摩擦攪拌焊接
11.4.6 異種材料連接技術簡介
11.4.7 塑料焊接新技術簡介
11.4.8 材料連接計算機模擬技術
11.5 粉末成形與陶瓷材料成形新工藝
11.5.1 金屬粉末成形新技術
11.5.2 陶瓷成形新技術
本章學習指南
復習思考題
參考文獻