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绪论1

0.1 材料的工程属性1

0.2 现代成型技术的发展与应用3

0.3 工程材料与成型的辩证关系5

0.4 本课程的教学要求7

第1章 工程材料及应用8

1.1 工程材料的性能8

1.1.1 工程材料的力学性能8

1.1.2 工程材料的物理性能21

1.1.3 工程材料的化学性能27

1.1.4 工程材料的工艺性能28

1.2 工程材料的类型29

1.2.1 金属材料30

1.2.2 高分子材料39

1.2.3 陶瓷材料41

1.2.4 复合材料44

1.3 工程材料的应用52

1.3.1 航空材料及应用52

1.3.2 航天材料及应用58

1.3.3 装甲防护材料及应用61

1.3.4 船舶材料及应用64

1.3.5 核电材料及应用68

1.4 工程装备结构材料的选择与评估72

1.4.1 工程装备结构的总体要求72

1.4.2 工程装备结构选材原则73

1.4.3 工程装备结构研制与评估75

思考题76

第2章 材料成型的工程基础78

2.1 材料成型的工艺原理78

2.1.1 材料成型的工艺类型78

2.1.2 成型工艺过程与工件构形80

2.2 材料成型的能源与设备85

2.2.1 材料成型的能量形式85

2.2.2 金属熔炼设备88

2.2.3 金属锻造加热设备90

2.2.4 锻压设备92

2.2.5 焊接设备94

2.2.6 注塑机96

2.3 材料成型模具97

2.3.1 模具概述97

2.3.2 典型模具98

2.4 材料成型数字化技术102

2.4.1 材料成型数字化与快速工艺实现102

2.4.2 材料成型数值模拟104

思考题108

第3章 铸造成型技术109

3.1 金属铸造成型的基本原理109

3.1.1 液态金属的充型能力与流动性109

3.1.2 铸件的凝固与收缩110

3.1.3 铸造应力及铸件的变形与裂纹113

3.1.4 铸造合金的偏析和吸气性115

3.2 铸造成型方法116

3.2.1 砂型铸造116

3.2.2 熔模铸造125

3.2.3 压力铸造128

3.2.4 金属型铸造132

3.2.5 离心铸造135

3.2.6 消失模铸造136

3.3 铸造合金137

3.3.1 铸铁137

3.3.2 铸钢138

3.3.3 铸造有色合金138

3.4 铸造工艺设计141

3.4.1 铸件结构的工艺性142

3.4.2 铸造工艺设计及基本原则143

3.4.3 铸造工艺CAD149

思考题151

第4章 塑性成型技术152

4.1 金属塑性成型性能152

4.1.1 塑性和塑性指标152

4.1.2 塑性变形抗力153

4.1.3 金属塑性成型中组织和性能的变化155

4.1.4 金属塑性成型的基本规律157

4.2 塑性成型方法158

4.2.1 锻造成型158

4.2.2 挤压、拉拔、轧制成型170

4.2.3 板料成型工艺173

4.2.4 旋压成型180

4.3 锻造合金183

4.3.1 碳钢及合金钢的锻造183

4.3.2 有色金属的锻造184

4.4 塑性成型工艺设计187

4.4.1 自由锻工艺设计187

4.4.2 模锻工艺设计190

4.4.3 冲压工艺设计195

思考题199

第5章 焊接技术200

5.1 焊接基本原理200

5.1.1 焊接热源与热循环200

5.1.2 母材熔化和焊缝成型202

5.1.3 焊接接头的不均匀性204

5.2 焊接方法209

5.2.1 熔焊210

5.2.2 压焊219

5.2.3 钎焊225

5.3 焊接合金226

5.3.1 碳钢与合金钢的焊接226

5.3.2 有色金属的焊接229

5.4 焊接结构制造230

5.4.1 结构件焊接工艺特点230

5.4.2 焊接结构制造工艺238

5.4.3 典型结构的焊接工艺241

思考题243

第6章 特种成型技术245

6.1 粉末冶金成型245

6.1.1 概述245

6.1.2 粉末的制备246

6.1.3 粉末成型248

6.1.4 烧结252

6.1.5 粉末冶金成型在工程装备中的应用259

6.2 快速成型技术259

6.2.1 立体印刷成型260

6.2.2 选择性激光烧结（SLS）261

6.2.3 叠层实体制造（LOM）263

6.2.4 熔融沉积成型（FDM）264

6.2.5 喷墨印刷265

6.2.6 焊接成型265

6.3 定向凝固与单晶生长266

6.3.1 定向凝固技术266

6.3.2 单晶体的制备268

6.4 半固态成型技术269

6.4.1 半固态金属坯料制备269

6.4.2 成型方法270

6.4.3 半固态成型技术的应用272

6.5 高能率成型272

6.5.1 爆炸成型272

6.5.2 电液成型273

6.5.3 电磁成型273

6.6 超塑成型274

6.6.1 材料的超塑性274

6.6.2 材料的超塑成型274

6.6.3 超塑成型／扩散连接276

6.7 微成型与连接技术278

6.7.1 微成型加工278

6.7.2 微连接技术280

思考题283

第7章 非金属及复合材料的成型技术284

7.1 聚合物的成型工艺284

7.1.1 聚合物的成型性能284

7.1.2 聚合物的成型工艺287

7.2 陶瓷材料成型工艺298

7.2.1 陶瓷材料的成型298

7.2.2 陶瓷坯体的烧成300

7.2.3 陶瓷烧结后的处理302

7.3 复合材料的成型工艺304

7.3.1 聚合物基复合材料的成型工艺304

7.3.2 金属基复合材料的成型310

7.3.3 陶瓷基复合材料的成型315

思考题319

第8章 工程材料的表面技术320

8.1 概述320

8.1.1 工程结构对材料表面性能的要求320

8.1.2 表面技术322

8.2 热喷涂323

8.2.1 热喷涂原理323

8.2.2 热喷涂方法325

8.2.3 喷涂材料328

8.3 堆焊329

8.3.1 堆焊的作用329

8.3.2 堆焊材料330

8.3.3 堆焊工艺332

8.4 气相沉积技术333

8.4.1 物理气相沉积333

8.4.2 化学气相沉积337

8.4.3 等离子体增强化学气相沉积338

8.5 水溶液沉积技术339

8.5.1 电镀的基本原理339

8.5.2 电刷镀的基本原理340

8.5.3 化学镀341

8.5.4 化学转化膜342

8.6 高能束表面改性技术343

8.6.1 激光表面改性343

8.6.2 电子束表面改性345

8.7 金属表面形变强化346

8.7.1 喷丸强化及应用346

8.7.2 滚压和内孔挤压强化347

思考题348

第9章 材料成型质量检验349

9.1 材料成型质量检验概述349

9.1.1 材料成型质量的基本概念349

9.1.2 质量检验的作用、基本职能和内容350

9.2 成型件无损检验方法352

9.2.1 射线检验352

9.2.2 超声检测354

9.2.3 磁粉检测356

9.2.4 渗透检测357

9.2.5 涡流检测359

9.3 材料成型质量检验过程361

9.3.1 成型前检验361

9.3.2 成型过程检验362

9.3.3 最终检验363

思考题364

参考文献365