內容簡介
本教材打破了原來的鑄造、焊接、塑性成形等單一課程體系，將金屬材料成形與加工過程看成一個完整的系統過程，講述該系統過程所涉及的共性的基本原理，同時又能反映金屬材料成形與加工領域發展的前沿技術。通過本課程的學習，可使工程碩士研究生的有關金屬材料加工專業理論知識的基礎得到進一步的提高，也可使工程碩士研究生的有關金屬材料加工領域發展的視野得到進一步的拓寬，為其隨後的學位論文研究工作和畢業後的工程技術研究工作，或生產管理或經營管理工作奠定堅實的專業理論基礎，同時還可進一步提高工程碩士研究生分析問題和解決問題的能力。
目錄
第1章金屬的凝固
1.1凝固的熱力學
1.1.1凝固的熱力學條件
1.1.2曲率對平衡熔點的影響
1.2凝固的動力學
1.2.1均勻形核
1.2.2非均勻形核
1.2.3晶核的長大
1.3單相合金的凝固
1.3.1凝固過程的溶質再分配
1.3.2凝固界面的穩定性
1.3.3胞晶與枝晶組織
1.4多相合金的凝固
1.4.1共晶合金的凝固
1.4.2包晶合金的凝固
1.4.3偏晶合金的凝固
參考文獻
第2章金屬的塑性變形
2.1金屬材料的強韌化
2.1.1金屬材料的強度
2.1.2金屬材料的強化
2.1.3金屬材料的韌性
2.1.4金屬材料的韌化
2.1.5金屬材料強韌化的組織結構因素與技術途徑
2.2變形過程中材料的組織變化及組織細化
2.2.1冷形變後材料的組織變化
2.2.2熱變形過程中金屬組織結構的變化
2.2.3深度塑性變形細化晶粒
2.3變形過程中微合金元素的溶解和析出
2.3.1微量元素的溶解、析出規律微合金化的原理
2.3.2成分及微量合金元素的作用
2.3.3微合金元素在熱加工過程中的溶解
2.3.4控制軋制過程中微量元素碳氮化物的析出
2.4變形力學方程
2.4.1靜力方程與幾何方程
2.4.2屈服準則
2.4.3等效應力、等效應變和等效應變速率方程
2.4.4變形抗力模型
2.4.5本構關係
2.5塑性變分原理
2.5.1材料成形力學邊值問題的提法
2.5.2虛功(率)原理
2.5.3剛-塑性材料的變分原理
2.5.4剛-粘塑性材料變分原理
2.5.5彈-塑性硬化材料的變分原理
2.5.6單位體積塑性變形功率
2.6工程法和能量法
2.6.1工程法
2.6.2能量法
2.7塑性成形過程的模擬分析方法
2.7.1塑性成形模擬方法概述
2.7.2剛-塑性有限元法求解軋制問題的途徑
2.7.3剛-塑性有限元的基本公式
2.7.4有限元模擬分析軟體
參考文獻
第3章金屬的焊接
3.1焊接冶金反應與凝固組織
3.1.1焊接化學冶金過程的特點
3.1.2熔池凝固
3.2焊縫金屬的固態轉變及強韌化
3.2.1焊縫金屬冷卻時的相變
3.2.2焊縫金屬的強韌化
3.3焊縫金屬與母材的匹配
3.3.1焊接接頭韌性評價指標
3.3.2焊縫與母材的匹配關係
3.4焊接熱影響區組織轉變及其性能變化
3.4.1焊接熱循環與焊接熱影響區
3.4.2焊接熱循環中熱影響區組織轉變特點
3.4.3焊接熱影響區的組成
3.4.4焊接熱影響區的硬度分布
3.4.5焊接熱影響區的力學性能變化
3.4.6焊接熱影響區的脆化
3.4.7焊接熱影響區的軟化
3.5金屬焊接性及其實驗方法
3.5.1金屬焊接性的定義及其影響因素
3.5.2焊接性試驗及其分類
3.5.3常用焊接性直接試驗方法
3.5.4常用焊接性間接試驗方法
3.6焊接熱過程的數值模擬
3.6.1研究歷程及發展現狀
3.6.2傳熱基礎
3.6.3典型焊接熱源模型
3.6.4焊接溫度場模擬實例
參考文獻
第4章現代金屬凝固技術
4.1定向凝固技術
4.1.1定向凝固技術的控制基礎
4.1.2間歇式定向凝固工藝
4.1.3連續式定向凝固工藝
4.1.4定向凝固技術的套用
4.2壓力下金屬的結晶技術
4.2.1壓力對金屬熔點的影響
4.2.2壓力對金屬其他物性參數的影響
4.2.3壓力對金屬狀態圖的影響
4.2.4壓力對金屬結晶參數的影響
4.2.5壓力對金屬或合金結晶組織的影響
4.2.6壓力對金屬或合金氣體析出的影響
4.2.7壓力結晶技術的套用
4.3快速凝固技術
4.3.1概述
4.3.2快速凝固實現的條件
4.3.3線材快速凝固成形
4.3.4帶材快速凝固成形
4.3.5體材料快速凝固成形
4.4半固態金屬成形技術
4.4.1半固態金屬漿料或坯料的製備工藝
4.4.2半固態金屬的觸變成形
4.4.3半固態金屬的流變成形
4.4.4半固態金屬成形的優勢與套用
4.5複合連續鑄造技術
4.5.1水平電磁法複合鋼坯連鑄工藝
4.5.2包覆層連續鑄造工藝
4.5.3電渣外層金屬液連鑄工藝
4.5.4反向凝固連鑄工藝
4.5.5複合線材的鑄拉工藝
4.5.6梯度材料的連續鑄造製備工藝
4.5.7雙結晶器連鑄雙金屬工藝
4.5.8充芯連鑄法連鑄工藝
4.6鋼的連續鑄造技術
4.6.1凝固與傳熱
4.6.2連鑄設備與連鑄工藝控制
4.6.3鑄坯質量控制技術
參考文獻
第5章現代金屬塑性成形技術
5.1超塑性成形技術
5.1.1超塑性成形的特點及適用範圍
5.1.2超塑性現象
5.1.3微細晶粒超塑性材料的製備
5.1.4超塑性成形工藝
5.1.5超塑性成形產品缺陷及預防措施
5.2粉末塑性成形技術
5.2.1粉末鍛造的特點及適用範圍
5.2.2粉末鍛造時原料粉末的選擇
5.2.3預成形坯的設計與製備
5.2.4粉末塑性變形與緻密
5.2.5粉末鍛造技術
5.3塑性加工複合技術
5.3.1概述
5.3.2軋制複合鋼板的製造
5.3.3真空軋制複合板
5.3.4利用液相結合原理製備鈦合金軋制複合板
5.3.5展望
5.4複合材料成形技術
5.4.1金屬基複合材料
5.4.2金屬基複合材料的製備與制坯工藝
5.4.3熱壓擴散成形法
5.4.4金屬基複合材料坯料的熱擠壓成形
5.4.5熱擠壓模具結構
5.5控制軋制與控制冷卻技術
5.5.1控制軋制與控制冷卻技術概述
5.5.2控制軋制與控制冷卻的發展歷程
5.5.3控制軋制與控制冷卻的理論基礎
5.5.4控制軋制與控制冷卻工藝的研究實例
5.6高能率成形技術
5.6.1概述
5.6.2爆炸成形
5.6.3電液成形
5.6.4電磁成形
參考文獻
第6章現代金屬連線技術
6.1現代金屬材料的連線技術
6.1.1傳統電弧焊及其局限性
6.1.2固相擴散焊
6.1.3過渡液相擴散焊技術
6.1.4雷射焊
6.2功能材料的連線技術
6.2.1形狀記憶合金的連線技術
6.2.2超導材料的連線技術
6.3複合材料的連線技術
6.3.1金屬基複合材料
6.3.2鋁基複合材料的焊接性及焊接方法
6.4陶瓷材料的連線技術
6.4.1陶瓷材料成分、組織、性能及製備概述
6.4.2陶瓷材料的焊接性分析
6.4.3陶瓷材料的活性釺焊
6.4.4固相擴散焊
6.4.5部分過渡液相擴散焊技術
6.4.6陶瓷材料焊接界面的結構與接合實質
6.5計算機輔助焊接技術
6.5.1焊接專家系統研究
6.5.2焊接工藝評定專家系統
6.5.3焊接生產網路化和智慧型化
參考文獻
