材料成形技术与工程应用_刘春廷、马继、孙瑞雪、谢广文、刘欣_9787302621102

本书含有以往教材《热加工工艺基础》《材料切削加工技术》《工艺设计与案例分析》和《材料加工及工程应用》的相关内容，是一本高度概括、系统深入的综合性教材，以材料的性能行为成分结构组织工艺技术实践应用这一普遍规律为主线，将科学理论、工艺技术、工程应用和思政教育融为一体，全书共分12章，较全面地介绍了工程材料的基础理论知识和成形技术的基本原理、工艺方法、技术要点和工程案例，添加思政元素以反映当代科技在材料成形技术及应用领域的新成就。

　　材料成形技术与工程应用是高等院校材料类和机械类学生的一门重要的专业基础课。随着科学技术的发展，新材料、新技术、新成果和新进展的不断问世及应用，对材料成形技术与工程应用的教学提出了新的要求。本书根据国家最新颁布的《关于制定中国制造2025，加快建设制造强国的建议》和《关于高等学校加快双一流建设的指导意见》的精神编写而成，结合目前教学改革的基本指导思想和原则，实施素质教育和加强技术创新的精神，创新教育模式，开发具有专业和课程特色的优质教材，把立德树人作为教育的根本任务，加强综合素养课程建设，将思想政治工作贯穿于教育、教学、教材全过程，守好一道渠、种好责任田，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。
　　全书共分12章，第1章着重阐述材料科学基础，包括材料的性能、结构与组织之间的关系；第2章介绍热处理技术与工程应用，第3~5章分别阐述金属材料的成形技术与工程应用，即铸造、锻压、焊接；第6章介绍材料制造技术与工程应用；第7章介绍金属材料，包括钢铁和有色金属及合金；第8~10章着重阐述高分子材料、陶瓷材料和复合材料的成形技术与工程应用；第11章介绍新型工程材料与工程应用，包括形状记忆合金与应用、非晶态合金与应用、超塑性合金与应用和纳米材料与应用等；第12章介绍零件的失效与材料及成形技术的选用。为配合学习，各章末均附有思考题和习题，便于读者深入理解和研究。
　　本书概念清晰，实例丰富，图文并茂，实用性强，内容新颖，并引入新材料、新技术、新成果和新进展，有利于培养新时代学生的创新意识，拓宽读者的专业知识面，便于读者了解当前国内外先进材料、新型成形技术和成形方法的发展趋势。全书始终贯穿以组织决定性能这一规律为切入点，向学生传达内因和外因的辩证关系，引导学生增强自我管理能力，激励学生增强自信心。以材料的发展历程、新材料、新技术、新工艺、新设备的开发应用为切入点，将最新的关于材料类的新闻资讯、科研动态、应用实例、思政教学引入教材与课堂，激发新时代学生的爱国热情，增强其民族自豪感，激励其为国家振兴、民族强盛而努力学习；通过焊接与铸造成形技术的工程案例与思政教育，培养学生一丝不苟的工匠精神和树立严谨求实的工作作风。
　　参加编写本书的编者都是多年从事本行业的教师、科研工作者等，他们是青岛科技大学的刘春廷、孙瑞雪、谢广文和刘欣与枣庄学院的马继。本书由刘春廷、马继、孙瑞雪、谢广文和刘欣担任主编，由马继负责统稿。
　　在本书的编写过程中，中国科学院金属研究所的孙晓峰研究员和青岛科技大学的汪传生教授提出了许多宝贵的意见，在此谨表示深切的谢意！同时本书在编写过程中参考了已出版的多种教材（见参考文献），并注意吸收各院校、研究所、企业、报社和网站的教学改革经验及科研成果，对此，谨向上述单位和个人表示衷心的感谢。
　　由于编者水平有限，加之时间仓促，书中还存在不少不足之处，恳请广大读者和师生批评指正。

编者
2022年6月

绪论
第1章材料科学基础
1.1工程材料的性能与失效分析
1.1.1工程材料的使用性能
1.1.2工程材料的工艺性能
1.2固体材料的结构
1.2.1材料的结合方式
1.2.2金属材料的结构
1.2.3高分子材料的结构
1.2.4陶瓷材料的结构
1.3金属材料的结晶
1.3.1纯金属的结晶
1.3.2合金的结晶
1.3.3典型铁碳合金相图
思考题与习题

第2章热处理技术与工程应用
2.1热处理技术原理
2.1.1钢在加热时的转变
2.1.2钢在冷却时的转变
2.2热处理经典技术与工程应用
2.2.1退火与正火及其应用
2.2.2淬火及其应用
2.2.3回火及其应用
2.2.4普通热处理技术工程案例
2.2.5表面热处理及其应用
2.2.6表面热处理技术工程案例
2.3热处理新型技术与拓展应用
2.3.1可控气氛热处理及其应用
2.3.2真空热处理及其应用
2.3.3形变热处理及其应用
2.3.4表面热处理新技术及其应用
思考题与习题

第3章铸造成形技术与工程应用
3.1铸造成形技术的原理基础
3.1.1液态金属的充型能力
3.1.2液态金属的凝固
3.1.3铸件的结晶组织及其控制
3.1.4铸件的收缩及收缩类缺陷
3.2经典铸造成形技术
3.2.1砂型铸造成形技术过程
3.2.2砂型铸造方法
3.2.3砂型铸造成形技术设计
3.2.4铸件结构工艺性
3.3特种铸造成形技术
3.3.1熔模铸造
3.3.2金属型铸造
3.3.3压力铸造
3.3.4低压铸造
3.3.5离心铸造
3.3.6铸造方法的选择
3.4常用金属铸件工程案例
3.4.1铸铁件的制造
3.4.2铸钢件的制造
3.4.3有色金属及其合金铸件的制造
3.5新型铸造成形技术与拓展应用
3.5.1连续铸造
3.5.2挤压铸造
3.5.3真空吸铸
3.5.4差压铸造
3.5.5计算机在铸造成形技术设计中的拓展应用
思考题与习题

第4章锻压成形技术与工程应用
4.1锻压成形技术的基本原理
4.1.1金属的塑性变形理论
4.1.2金属的锻造性能
4.2典型锻造成形技术与工程应用
4.2.1自由锻成形技术及其应用
4.2.2模锻成形技术及其应用
4.2.3锻件的结构工艺性
4.2.4典型锻造成形技术工程案例
4.3冲压成形技术与工程应用
4.3.1冲压成形技术的基本原理
4.3.2冲压件的结构工艺性
4.4挤压、轧制、拉拔成形技术与工程应用
4.4.1挤压及其应用
4.4.2轧制及其应用
4.4.3拉拔及其应用
4.5新型锻压成形技术与工程应用
4.5.1精密模锻成形技术及其应用
4.5.2超塑性模锻成形技术及其应用
4.5.3粉末锻造成形技术及其应用
4.5.4液态模锻成形技术及其应用
4.5.5高能率成形技术及其应用
4.5.6新型锻造成形技术工程案例
4.6锻压成形技术新进展
思考题与习题

第5章焊接成形技术与工程应用
5.1焊接成形技术原理基础
5.1.1焊接热过程
5.1.2焊接化学冶金
5.1.3焊接接头的金属组织和性能
5.2焊接成形技术及其应用
5.2.1熔化焊成形技术及其应用
5.2.2压焊成形技术及其应用
5.2.3钎焊成形技术及其应用
5.3焊接件结构工艺性
5.4常用金属材料的焊接
5.4.1金属材料的焊接性
5.4.2结构钢的焊接
5.4.3铸铁件的焊补
5.4.4有色金属及其合金的焊接
5.5焊接成形技术工程案例
5.5.1奥运主体育场鸟巢钢结构柱脚CO2气体保护焊
5.5.2汽车高强钢板光纤激光焊
5.5.3斯太尔汽车后桥壳体的真空电子束焊
5.5.4航空器上重要零部件的等离子弧焊
5.5.5航空发动机叶片的扩散焊
5.5.6船舶铝合金构件的搅拌摩擦焊
5.6焊接质量检测
5.6.1焊接缺陷
5.6.2常用检验方法
5.7焊接技术新进展
思考题与习题

第6章材料加工制造技术与工程应用
6.1金属切削理论基础
6.1.1金属切削变形过程
6.1.2切削力
6.1.3切削热与切削温度
6.1.4工件材料的切削加工性
6.2金属材料先进加工制造技术
6.2.1车削加工制造技术
6.2.2铣削加工制造技术
6.2.3刨削加工制造技术
6.2.4拉削加工制造技术
6.2.5镗削加工制造技术
6.3材料新型加工制造技术
6.3.1电火花加工制造技术
6.3.2电解加工制造技术
6.3.3超声波加工制造技术
6.3.4高能束加工制造技术
思考题与习题

第7章金属材料
7.1工业用钢
7.1.1钢的分类与牌号
7.1.2钢中的杂质及合金元素
7.1.3结构钢
7.1.4工具钢
7.1.5特殊性能钢
7.2铸铁
7.2.1概述
7.2.2常用铸铁
7.2.3合金铸铁
7.3有色金属及其合金
7.3.1铝及铝合金
7.3.2镁及镁合金
7.3.3铜及铜合金
7.3.4滑动轴承合金
7.3.5钛及钛合金
思考题与习题

第8章高分子材料成形技术与工程应用
8.1概述
8.2高分子材料的结构
8.2.1高聚物的结构
8.2.2高聚物的聚集态结构
8.3高聚物的力学状态
8.4工程塑料及其成形技术
8.4.1工程塑料的组成
8.4.2工程塑料的分类
8.4.3常用工程塑料与应用
8.4.4工程塑料的成形技术
8.5工业橡胶及成形技术
8.5.1工业橡胶制品的组成和工业橡胶的分类
8.5.2常用合成橡胶与应用
8.5.3工业橡胶件的成形技术
8.6合成纤维及成形技术
8.6.1常用合成纤维与应用
8.6.2合成纤维的成形技术
思考题与习题

第9章陶瓷材料成形技术与工程应用
9.1陶瓷材料的组成
9.2陶瓷材料的分类
9.3陶瓷材料的结构
9.3.1离子型晶体陶瓷
9.3.2共价型晶体陶瓷
9.4陶瓷材料及成形技术
9.4.1常用陶瓷材料与应用
9.4.2陶瓷材料的成形技术
思考题与习题

第10章复合材料成形技术与工程应用
10.1复合材料的分类
10.2复合材料的增强机制和复合原则
10.2.1复合材料的增强机制
10.2.2复合材料的复合原则
10.3金属基复合材料与应用
10.3.1金属陶瓷与应用
10.3.2纤维增强金属基复合材料与应用
10.3.3颗粒和晶须增强金属基复合材料与应用
10.4非金属基复合材料与应用
10.4.1聚合物基复合材料与应用
10.4.2陶瓷基复合材料与应用
10.4.3碳/碳复合材料与应用
10.5复合材料的成形技术
10.5.1金属基复合材料成形技术
10.5.2树脂基复合材料成形技术
10.5.3陶瓷基复合材料成形技术
思考题与习题

第11章新型工程材料与工程应用
11.1形状记忆合金智能材料与应用
11.1.1形状记忆效应
11.1.2形状记忆效应的机理
11.1.3形状记忆合金的应用
11.2非晶态合金与应用
11.2.1非晶态合金的制备
11.2.2非晶态合金的特性
11.2.3非晶态合金的应用
11.3超塑性合金与应用
11.3.1超塑性现象
11.3.2超塑性合金
11.3.3超塑性合金的应用
11.4纳米材料与应用
11.4.1纳米材料的特性
11.4.2纳米材料的分类
11.4.3纳米材料的制备
11.4.4纳米新材料
11.4.5纳米复合材料
11.4.6功能纳米复合材料
11.4.7纳米材料的应用
11.5新能源新材料
11.5.1能源材料
11.5.2超导材料
11.5.3磁性材料
11.5.4未来新材料
思考题与习题

第12章零件的失效与材料及成形技术的选用
12.1零件的失效
12.1.1失效概念
12.1.2失效形式
12.1.3失效分析
12.1.4失效原因与工程案例
12.2机械零件材料及成形技术的选用
12.2.1机械零件材料及成形技术选用的基本原则
12.2.2典型零件的材料及成形技术选择
思考题与习题

参考文献

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