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《材料成形原理》系統地闡述了材料液態成形、塑性成形和連接成形過程中的各種規律及其物理本質。全書不僅結合國內外最新的研究進展,還分析和闡述了材料成形最新的研究成果及應用實例,使學生了解最新的研究進展及與本課程相關的知識。全書共分16章,其中第1章至第5章主要介紹了液態成形過程中的理論知識;第6、7章講述了材料在各種成形過程中的冶金反應原理、成形缺陷的產生及控制;第8章介紹了特殊條件下的成形;第9章至第12章系統地闡述了金屬塑性加工的力學基礎知識;第13章至第16章結合工程實際應用,闡述金屬塑性加工中的各種影響因素的特點及作用。《材料成形原理》可以作為材料成型及控制工程、材料加工工程專業的本、專科生教材,也可供金屬材料工程、熱加工、機械和船舶工程等專業的師生和相關工程技術人員參考。
名人/編輯推薦
《材料成形原理》:
新穎
編寫體例新穎,借鑒優秀教材特別是國外精品教材的寫作思路和方法,圖文并茂,活潑新穎。書中設置導入案例、閱讀材料和應用案例等多種模塊,并配備大量實物圖和實景圖,并輔以示意圖進行介紹,增強教材的可讀性,激發學生的學習興趣。知識內容新穎,充分反映學科新理論、新技術、新材料和新工藝,體現最新教學改革成果,并將學科發展趨勢和前沿研究內容以閱讀材料的方式介紹給學生,增強教材內容的延展性,有效拓展學生的知識面。
實用
知識體系實用,以學生就業所需專業知識和操作技能為著眼點,著重講解應用型人才培養所需的技能。理論講解簡單實用,重視實踐環節,強化實際操作訓練,培養學生的職業意識和職業能力。讓學生學而有用,學而能用。內容編排實用,以學生為本,緊緊抓住學生專業學習的動力點,并充分考慮學生的認知過程,結合不同的王程實例深入淺出地進行講解,案例分析和習題設置注重啟發性,強調鍛煉學生的思維能力和運用知識解決問題的能力。
精選內容:介紹成形原理發展脈絡與內容體系。
結合案例:展現最新案例有效輔助課程教與學。
突出實用:內容編排注重提高學生的職業技能。
新穎
編寫體例新穎,借鑒優秀教材特別是國外精品教材的寫作思路和方法,圖文并茂,活潑新穎。書中設置導入案例、閱讀材料和應用案例等多種模塊,并配備大量實物圖和實景圖,并輔以示意圖進行介紹,增強教材的可讀性,激發學生的學習興趣。知識內容新穎,充分反映學科新理論、新技術、新材料和新工藝,體現最新教學改革成果,并將學科發展趨勢和前沿研究內容以閱讀材料的方式介紹給學生,增強教材內容的延展性,有效拓展學生的知識面。
實用
知識體系實用,以學生就業所需專業知識和操作技能為著眼點,著重講解應用型人才培養所需的技能。理論講解簡單實用,重視實踐環節,強化實際操作訓練,培養學生的職業意識和職業能力。讓學生學而有用,學而能用。內容編排實用,以學生為本,緊緊抓住學生專業學習的動力點,并充分考慮學生的認知過程,結合不同的王程實例深入淺出地進行講解,案例分析和習題設置注重啟發性,強調鍛煉學生的思維能力和運用知識解決問題的能力。
精選內容:介紹成形原理發展脈絡與內容體系。
結合案例:展現最新案例有效輔助課程教與學。
突出實用:內容編排注重提高學生的職業技能。
目次
緒論
第1章 液態成形基礎
1.1 液態金屬的結構
1.1.1 固體金屬的加熱膨脹與熔化
1.1.2 液態金屬的結構特點及分析
1.2 液態合金的性質
1.2.1 液態合金的粘滯性
1.2.2 液態合金的表面張力
1.3 液態金屬的流動性與充型能力
1.3.1 液態金屬流動性及充型能力的基本概念
1.3.2 液態金屬停止流動機理與充型能力
1.3.3 影響充型能力的因素及促進措施
習題
第2章 液態成形中的傳熱
2.1 傳熱基本原理
2.1.1 溫度場與傳熱學的基本理論
2.1.2 凝固傳熱的基本方程
2.1.3 凝固溫度場的求解方法
2.2 凝固過程中的溫度場
2.2.1 凝固溫度場的測量
2.2.2 鑄件的凝固時間
2.2.3 界面熱阻與實際凝固溫度場
2.3 熔焊過程中的溫度場
2.3.1 焊接溫度場的一般特征
2.3.2 焊接溫度場的表達式
2.3.3 影響溫度場的因素
習題
第3章 液態金屬的凝固形核及生長方式
3.1 凝固的熱力學條件
3.1.1 液一固相變驅動力
3.1.2 曲率、壓力對物質熔點的影響
3.1.3 溶質平衡分配系數(K.)
3.2 均質形核
3.2.1 形核功及臨界半徑
3.2.2 形核率
3.3 非均質形核
3.3.1 非均質形核形核功
3.3.2 非均質形核的形核
3.4 晶體的生長
3.4.1 固一液界面結構及其影響因素
3.4.2 晶體生長方式
3.4.3 晶體生長速度
3.4.4 晶體生長中位錯的形成
習題
第4章 單相合金與多相合金的結晶
4.1 凝固過程中的傳質
4.1.1 液相中完全混合的溶質再分配
4.1.2 液相中有對流作用的溶質再分配
4.1.3 液相中只有擴散的溶質再分配
4.2 凝固過程中的成分過冷
4.2.1 成分過冷的判別式
4.2.2 成分過冷的過冷度
4.3 單相合金的結晶
4.3.1 熱過冷及其對純金屬液固界面形態的影響
4.3.2 成分過冷對合金固溶體晶體形貌的影響規律
4.3.3 窄成分過冷作用下的胞組織的形成及其形貌
4.3.4 較寬成分過冷作用下的枝晶生長
4.3.5 等軸晶的形成與內生生長
4.3.6 枝晶間距
4.4 多相合金的結晶
4.4.1 共晶合金的凝固
4.4.2 偏晶合金和包晶合金的凝固
習題
第5章 結晶組織的形成及控制
5.1 鑄件宏觀凝固組織的特征及形成機理
5.1.1 鑄件宏觀凝固組織的特征
5.1.2 鑄件宏觀凝固組織的形成機理
5.2 鑄件宏觀結晶組織的控制
5.2.1 鑄件結晶組織對鑄件性能的影響
5.2.2 鑄件宏觀組織的控制途徑和措施
5.3 熔池凝固及焊縫金屬組織
5.3.1 焊接熔池的凝固
5.3.2 熔池凝固的特點
5.3.3 焊縫金屬凝固組織的形態
5.3.4 焊縫金屬的組織
5.3.5 熔池凝固組織的細化
習題
第6章 材料成形過程中的冶金反應原理
6.1 材料成形過程中的冶金反應特點
6.1.1 液態成形的冶金反應特點
6.1.2 連接成形的冶金反應特點
6.2 液態金屬與氣體的相互作用”
6.2.1 焊接區氣體的來源
6.2.2 液態金屬與氣體的反應
6.3 液態金屬與熔渣的相互作用
6.3.1 熔渣
6.3.2 熔渣的成分和分類
6.3.3 熔渣的物理性能
6.3.4 活性熔渣對金屬的氧化
6.3.5 脫氧處理;
6.3.6 金屬中硫和磷的控制
6.4 合金化處理
6.4.1 合金化的目的
6.4.2 合金化的方式
6.4.3 合金化的效果
6.4.4 工藝條件對冶金反應的影響
習題
第7章 成形缺陷的產生及控制
7.1 合金中的成分偏析
7.1.1 微觀偏析
7.1.2 宏觀偏析
7.2 氣孔與夾雜物
7.2.1 氣孔
7.2.2 夾雜物
7.3 縮孔與縮松
7.3.1 金屬的收縮
7.3.2 縮孔與縮松的分類及特征
……
第8章 特殊條件下的成形
第9章 應力理論
第10章 應變理論
第11章 屈服條件
第12章 塑性本構關系
第13章 金屬塑性加工中的摩擦與潤滑
第14章 金屬的塑性變形
第15章 塑性成形力學的工程應用
第16章 金屬塑性變形對組織和性能的影響
第1章 液態成形基礎
1.1 液態金屬的結構
1.1.1 固體金屬的加熱膨脹與熔化
1.1.2 液態金屬的結構特點及分析
1.2 液態合金的性質
1.2.1 液態合金的粘滯性
1.2.2 液態合金的表面張力
1.3 液態金屬的流動性與充型能力
1.3.1 液態金屬流動性及充型能力的基本概念
1.3.2 液態金屬停止流動機理與充型能力
1.3.3 影響充型能力的因素及促進措施
習題
第2章 液態成形中的傳熱
2.1 傳熱基本原理
2.1.1 溫度場與傳熱學的基本理論
2.1.2 凝固傳熱的基本方程
2.1.3 凝固溫度場的求解方法
2.2 凝固過程中的溫度場
2.2.1 凝固溫度場的測量
2.2.2 鑄件的凝固時間
2.2.3 界面熱阻與實際凝固溫度場
2.3 熔焊過程中的溫度場
2.3.1 焊接溫度場的一般特征
2.3.2 焊接溫度場的表達式
2.3.3 影響溫度場的因素
習題
第3章 液態金屬的凝固形核及生長方式
3.1 凝固的熱力學條件
3.1.1 液一固相變驅動力
3.1.2 曲率、壓力對物質熔點的影響
3.1.3 溶質平衡分配系數(K.)
3.2 均質形核
3.2.1 形核功及臨界半徑
3.2.2 形核率
3.3 非均質形核
3.3.1 非均質形核形核功
3.3.2 非均質形核的形核
3.4 晶體的生長
3.4.1 固一液界面結構及其影響因素
3.4.2 晶體生長方式
3.4.3 晶體生長速度
3.4.4 晶體生長中位錯的形成
習題
第4章 單相合金與多相合金的結晶
4.1 凝固過程中的傳質
4.1.1 液相中完全混合的溶質再分配
4.1.2 液相中有對流作用的溶質再分配
4.1.3 液相中只有擴散的溶質再分配
4.2 凝固過程中的成分過冷
4.2.1 成分過冷的判別式
4.2.2 成分過冷的過冷度
4.3 單相合金的結晶
4.3.1 熱過冷及其對純金屬液固界面形態的影響
4.3.2 成分過冷對合金固溶體晶體形貌的影響規律
4.3.3 窄成分過冷作用下的胞組織的形成及其形貌
4.3.4 較寬成分過冷作用下的枝晶生長
4.3.5 等軸晶的形成與內生生長
4.3.6 枝晶間距
4.4 多相合金的結晶
4.4.1 共晶合金的凝固
4.4.2 偏晶合金和包晶合金的凝固
習題
第5章 結晶組織的形成及控制
5.1 鑄件宏觀凝固組織的特征及形成機理
5.1.1 鑄件宏觀凝固組織的特征
5.1.2 鑄件宏觀凝固組織的形成機理
5.2 鑄件宏觀結晶組織的控制
5.2.1 鑄件結晶組織對鑄件性能的影響
5.2.2 鑄件宏觀組織的控制途徑和措施
5.3 熔池凝固及焊縫金屬組織
5.3.1 焊接熔池的凝固
5.3.2 熔池凝固的特點
5.3.3 焊縫金屬凝固組織的形態
5.3.4 焊縫金屬的組織
5.3.5 熔池凝固組織的細化
習題
第6章 材料成形過程中的冶金反應原理
6.1 材料成形過程中的冶金反應特點
6.1.1 液態成形的冶金反應特點
6.1.2 連接成形的冶金反應特點
6.2 液態金屬與氣體的相互作用”
6.2.1 焊接區氣體的來源
6.2.2 液態金屬與氣體的反應
6.3 液態金屬與熔渣的相互作用
6.3.1 熔渣
6.3.2 熔渣的成分和分類
6.3.3 熔渣的物理性能
6.3.4 活性熔渣對金屬的氧化
6.3.5 脫氧處理;
6.3.6 金屬中硫和磷的控制
6.4 合金化處理
6.4.1 合金化的目的
6.4.2 合金化的方式
6.4.3 合金化的效果
6.4.4 工藝條件對冶金反應的影響
習題
第7章 成形缺陷的產生及控制
7.1 合金中的成分偏析
7.1.1 微觀偏析
7.1.2 宏觀偏析
7.2 氣孔與夾雜物
7.2.1 氣孔
7.2.2 夾雜物
7.3 縮孔與縮松
7.3.1 金屬的收縮
7.3.2 縮孔與縮松的分類及特征
……
第8章 特殊條件下的成形
第9章 應力理論
第10章 應變理論
第11章 屈服條件
第12章 塑性本構關系
第13章 金屬塑性加工中的摩擦與潤滑
第14章 金屬的塑性變形
第15章 塑性成形力學的工程應用
第16章 金屬塑性變形對組織和性能的影響
書摘/試閱
在微重力條件下,由重力引起的對流被抑制,擴散及界面張力的作用突出出來,這些作用對金屬凝固過程及組織勢必發生影響,例如液體的外形就受控于表面張力。熔融液體懸浮在氣體中,凝固後可形成極圓的球或泡。試驗表明,在微重力場下結晶出的晶體尺寸比地面上的大,其原因是重力的減小及對流的削弱達到一定程度後,會使晶核數目減少,使晶體長大速度增加。此外,重力通過該作用對擴散系數的影響勢必會影響到枝晶臂間距及共晶片間距的大小。
在微重力環境下,可進行無容器加工。為了獲得較大的過冷度、創造一個均質形核的環境,一個重要的方法就是無容器熔煉,消除容器壁造成的非均質形核。在微重力條件下,只要很小的功率輸入就可懸浮一個大試樣,能夠更好地控制熔化和過冷過程。用靜電力、電磁力、聲輻射壓力就可克服飛行器的剩余加速度,使液滴或熔融體維持在一定位置。不用器壁幫助,這對測量晶體材料的熱物理性質和加工超純材料是有益的。由于沒有雜散晶核,能使熔融材料在凝固前過冷,而過冷對固體最終微結構有重大影響,有可能獲得亞穩相和未進入平衡態凝固的固體樣品,也有可能在通常不能形成玻璃態的系統中獲得非晶相,還可能以無容器技術消除雜散晶核來檢驗各種單晶核理論。
在微重力環境下,可進行無容器加工。為了獲得較大的過冷度、創造一個均質形核的環境,一個重要的方法就是無容器熔煉,消除容器壁造成的非均質形核。在微重力條件下,只要很小的功率輸入就可懸浮一個大試樣,能夠更好地控制熔化和過冷過程。用靜電力、電磁力、聲輻射壓力就可克服飛行器的剩余加速度,使液滴或熔融體維持在一定位置。不用器壁幫助,這對測量晶體材料的熱物理性質和加工超純材料是有益的。由于沒有雜散晶核,能使熔融材料在凝固前過冷,而過冷對固體最終微結構有重大影響,有可能獲得亞穩相和未進入平衡態凝固的固體樣品,也有可能在通常不能形成玻璃態的系統中獲得非晶相,還可能以無容器技術消除雜散晶核來檢驗各種單晶核理論。
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