材料加工原理

本書討論液態加工、凝固加工、半固態加工、固態變形加工、連接加工等過程中材料的結構、性能、形狀隨外加加工條件而變化的規律。內容涉及物理冶金、化學冶金、力學冶金以及熱量傳輸、動量傳輸、質量傳輸等基礎理論和專門知識。在材料的加工過程中往往發生多種物理化學現象，涉及物質和能量的轉移和變化。本書的內容就是要闡釋這些現象的本質，揭示變化的規律，使學習者掌握材料加工的實質，為理解和解決材料加工過程中新發現的問題，發展新的加工技術奠定理論基礎。

本書是為材料加工工程（或材料成形和控制工程）專業本科高年級學生編寫的教材，是《材料加工原理》、《材料加工工藝》和《材料加工系列實驗》系列教材中的一種。除作教材外，還可供從事冶金、鑄造、鍛壓、焊接等專業的工程技術人員參考。

1 緒論

1.1 什麼是材料加工

1.2 材料加工的意義和作用

1.2.1 材料加工技術與人類社會文明發展的關係

1.2.2 材料加工技術與國防實力的關係

1.2.3 材料加工技術與人民生活水平的關係

1.3 材料加工原理的課程內容

1.3.1 課程定位

1.3.2 課程內容

習題

參考文獻

2 液態金屬及其加工

2.1 液態金屬的結構和性質

2.1.1 金屬從固態熔化為液態時的變化

2.1.2 液態金屬的結構

2.1.3 液態金屬的性質

2.2 液態金屬結晶凝固的熱力學和動力學

2.2.1 金屬液-固轉變的熱力學條件

2.2.2 均質形核

2.2.3 異質形核

2.2.4 晶體長大

2.3 液態金屬的冶金處理

2.3.1 影響形核的冶金處理

2.3.2 影響晶粒長大的冶金處理

習題

參考文獻

3 材料加工中的流動與傳熱

3.1 液態金屬的流動性和充型能力

3.1.1 液態金屬的流動性與充型能力的基本概念

3.1.2 液態金屬的停止流動機理

3.1.3 液態金屬充型能力的計算

3.2 液態金屬凝固過程中的流動

3.2.1 凝固過程中液體流動的分類

3.2.2 凝固過程中液相區的液體流動

3.2.3 液態金屬在枝晶間的流動

3.3 材料的流變行為

3.3.1 材料的簡單流變性能

3.3.2 材料的複雜流變性能

3.3.3 合金的流變性能

3.3.4 材料的半固態加工

3.4 材料加工中的熱量傳輸

3.4.1 凝固傳熱

3.4.2 焊接過程的傳熱特點

習題

參考文獻

4 金屬的凝固加工

4.1 概述

4.1.1 凝固理論及應用簡介

4.1.2 凝固過程的類型

4.2 凝固過程中的傳質

4.2.1 溶質分配方程

4.2.2 凝固傳質過程的有關物理量

4.2.3 穩定傳質過程的一般性質

4.3 單相合金的凝固

4.3.1 平衡凝固

4.3.2 近平衡凝固

4.4 界面穩定性與晶體形態

4.4.1 合金凝固過程中的成分過冷

4.4.2 成分過冷對單相合金結晶形態的影響

4.5 多相合金的凝固

4.5.1 共晶合金的凝固

4.5.2 偏晶合金的凝固

4.5.3 包晶合金的凝固

4.6 凝固組織與控制

4.6.1 普通鑄件的凝固組織與控制

4.6.2 定向凝固條件下的組織與控制

4.6.3 焊縫的凝固組織與控制

習題

參考文獻

5 材料加工力學基礎

6 材料加工過程中的化學冶金

7 加工引起的內應力和冶金質量問題

出版社:科學出版社; 第1版 (2003年1月1日)

叢書名:普通高等教育"十五"國家級規劃教材

平裝:465頁

正文語種:簡體中文

開本:16

ISBN:7030110404

條形碼:9787030110404

ASIN:B00116C36G

《材料加工原理》以材料的“加工原理”為主線，分為“材料液態成形原理”、“材料固態成形原理”和“材料固態相變原理”三部分，著重講述三大類材料加工過程中共性的、基本的原理和理論，並突出三大類材料和加工過程中各自的獨特性。

第一篇 材料液態成形原理

第一章 普通合金材料的熔配原理

1.1 普通合金材料概論

1.1.1 鑄鐵材料

1.1.2 鑄鋼材料

1.1.3 鑄造鋁合金、鎂合金材料

1.1.4 鑄造銅合金材料

1.2 普通合金的熔配原理

1.2.1 鑄鐵材料的熔配

1.2.2 鑄鋼材料的熔配

1.2.3 鋁合金材料的熔配

1.2.4 銅合金材料的熔配

1.2.5 鎂合金、鈦合金材料的熔配

1.3 液態金屬的性質

1.3.1 黏度理論

1.3.2 表面張力和界面能

1.3.3 吉布斯吸附方程

1.3.4 斯托克斯公式

1.3.5 半固態流變規律

第二章 金屬的凝固原理

2.1 凝固理論基礎

2.1.1 液態金屬結晶的熱力學條件

2.1.2 形核與形核率

2.1.3 晶體的長大

2.1.4 單相合金

2.1.5 共晶合金的結晶

2.2 凝固組織的形成與控制

2.2.1 鑄件宏觀結晶組織的形成及其影響因素

2.2.2 凝固過程中晶核遊離

2.2.3 表面細晶粒區的形成

2.2.4 柱狀晶區的形成

2.2.5 內部等軸晶區的形成

2.2.6 鑄件凝固組織的控制

2.3 單向凝固與快速凝固

2.3.1 單向凝固技術

2.3.2 單晶生長

2.3.3 快速凝固技術與傳熱特點

2.3.4 快速凝固晶態合金的組織與特徵

第三章 複合材料的成形

3.1 複合材料概論

3.1.1 複合材料的定義

3.1.2 複合材料的分類

3.2 複合材料的原材料

3.2.1 複合材料的基體

3.2.2 複合材料的增強相

3.3 複合材料的成形工藝

3.3.1 聚合物基複合材料的成形工藝

3.3.2 金屬基複合材料的成形技術

3.3.3 陶瓷基複合材料的製備工藝

3.4 複合材料時界面

3.4.1 聚合物基複合材料的界面

3.4.2 金屬基複合材料的界面

3.4.3 陶瓷基複合材料的界面

3.5 複合材料的應用

3.5.1 金屬基複合材料的應用

3.5.2 聚合物基複合材料的應用

3.5.3 陶瓷基複合材料的應用

第二篇 材料固態成形原理

第四章 固態成形的物理基礎

4.1 金屬塑性成形的機理及其組織結構與性能的變化

4.1.1 冷態塑性變形的機理及其組織結構與性能的變化

4.1.2 熱態塑性變形的機理及其組織結構與性能的變化

4.2 粉末成形

4.2.1 粉末的製取

4.2.2 粉末的特性

4.2.3 粉末模壓成形

4.2.4 粉末燒結成形

4.3 高分子材料的成形

4.3.1 塑料的組成、分類及主要成形方法

4.3.2 塑料成形理論基礎

第五章 固態塑性成形的力學基礎

5.1 基本假設

5.2 應力

5.2.1 應力的概念

5.2.2 斜面上的應力

5.2.3 主應力與應力張量不變數

5.2.4 應力平衡方程式

5.3 應變

5.3.1 應變的概念與位移幾何方程

5.3.2 應變增量和應變速率

5.3.3 應變的連續方程與體積不變條件

5.3.4 工程應變的主應變

5.4 屈服準則與應力應變關係

5.4.1 簡單拉伸與屈服

5.4.2 屈服準則的一般形式

5.4.3 兩個常用的屈服準則

5.4.4 塑性應力應變關係

5.5 應力狀態對塑性變形的影響

5.5.1 應力狀態對塑性的影響

5.5.2 應力狀態對變形抗力的影響

5.5.3 靜水壓力對屈服極限的影響

5.6 應力-應變曲線

5.6.1 條件應力-應變曲線

5.6.2 變形體的模型

5.6.3 真實應力-應變曲線

第六章 固態塑性成形理論的應用

6.1 塑性成形問題

6.1.1 塑性成形問題解的概念

6.1.2 求解基本方程的簡化

6.2 主應力法

6.2.1 主應力法求解的基本假設

6.2.2 長矩形板鐓粗問題的求解

6.2.3 圓柱體鐓粗問題

6.2.4 拉拔

6.3 滑移線場理論與漢蓋應力方程

6.3.1 基本概念

6.3.2 漢蓋應力方程

6.3.3 滑移線的性質

6.3.4 塑性區的應力邊界條件

6.3.5 厚壁圓筒塑性變形時所需內壓力的確定

6.4 蓋林格爾速度方程及速度圖

6.4.1 蓋林格爾速度方程

6.4.2 速度場(速度矢端圖)

6.4.3 速度間斷

6.5 滑移線場理論的應用

6.5.1 平沖頭壓入半無限高坯料問題

6.5.2 平面擠壓問題

6.6 基本能量方程式

6.6.1 極值定理概述

6.6.2 基本能量方程式

6.7 上、下限定理及應用

6.7.1 下限定理

6.7.2 上限定理

6.7.3 上限定理的應用

第七章 特種固態成形

7.1 超塑性成形

7.1.1 超塑性成形的基本特點和種類

7.1.2 微細晶粒超塑性的力學特性

7.1.3 超塑性變形機理

7.1.4 超塑性成形的應用

7.1.5 超塑性成形的材料與工藝規範

7.2 粉末特種成形

7.2.1 粉末鍛造

7.2.2 粉末軋制

第三篇 材料固態相變原理

第八章 固態相變基礎

8.1 固態相變概論

8.1.1 固態相變的主要分類

8.1.2 固態相變的主要特點

8.2 固態相變熱力學

8.2.1 固態相變的熱力學條件

8.2.2 固態相變的形核

8.2.3 固態相變的晶核長大

8.3 固態相變動力學

8.3.1 固態相變的速率

8.3.2 鋼中過冷奧氏體轉變動力學

第九章 共析與逆共析型相變

9.1 逆共析相變——鋼中奧氏體的形成

9.1.1 奧氏體的組織特徵

9.1.2 奧氏體的形成機制

9.1.3 奧氏體形成動力學

9.1.4 奧氏體晶粒長大及其控制

9.2 共析相變

9.2.1 珠光體的組織特徵

9.2.2 珠光體轉變機制

9.2.3 珠光體轉變動力學

9.2.4 珠光體轉變產物的機械性能

第十章 切變共格型相變

10.1 馬氏體相變

10.1.1 馬氏體相變的主要特徵

10，1.2 馬氏體相變熱力學

10.1.3 馬氏體相變晶體學的經典模型

10.1.4 馬氏體相變動力學

10.2 鋼及鐵合金中的馬氏體相變

10.2.1 鋼中馬氏體的晶體結構

10.2.2 鋼及鐵合金中馬氏體的組織形態

10.2.3 奧氏體的穩定化

10.2.4 馬氏體的機械性能

10.3 陶瓷中的馬氏體相變

10.3.1 ZrO2基陶瓷的同素異構轉變

10.3.2 ZrO2基陶瓷中的t→m馬氏體相變

10.3.3 陶瓷中的馬氏體相變韌化

10.4 貝氏體相變

10.4.1 貝氏體相變的基本特徵和組織形態

10.4.2 貝氏體相變機制

10.4.3 貝氏體相變動力學及其影響因素

10.4.4 鋼中貝氏體的機械性能

第十一章 脫溶沉澱型轉變

11.1 脫溶沉澱與時效

11.1.1 脫溶過程和脫溶物的結構

11.1.2 脫溶熱力學和動力學

11.1.3 脫溶后的顯微組織

11.1.4 脫溶時效時的性能變化

11.2 鋼中的回火轉變

11.2.1 淬火碳鋼回火時的組織轉變

11.2.2 合金元素對回火轉變的影響

11.2.3 回火時機械性能的變化