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绪论1

0.1 工程材料的发展1

0.1.1 金属材料的发展2

0.1.2 无机非金属材料（陶瓷）的发展6

0.1.3 高分子材料的发展10

0.1.4　复合材料的发展12

0.1.5　其他先进材料16

0.1.6　工程材料的发展22

0.2　制造（工艺）技术的发展历史、现状与发展趋势22

0.2.1 制造技术的发展历史22

0.2.2　制造技术的现状24

0.2.3 制造业及先进制造技术的发展趋势25

0.3　材料成形技术的历史、现状与发展趋势26

0.3.1 材料成形技术发展历史27

0.3.2　材料成形技术的现状与发展趋势29

0.4　本课程的性质、学习要求和任务31

本章学习指南32

复习思考题32

第一篇　工程材料35

第1章 材料的力学性能与组织结构35

1.1 工程材料的力学性能35

1.1.1 强度与塑性35

1.1.2　硬度38

1.1.3 韧性40

1.1.4 疲劳强度41

1.1.5 材料的高温性能42

1.1.6　粘弹性和粘流性43

1.2　工程材料的组织结构43

1.2.1 金属材料的组织结构43

1.2.2 陶瓷材料的组织结构59

1.2.3 高分子材料的组织结构62

本章学习指南66

复习思考题66

第2章 工程材料的改性与表面工程68

2.1 提高金属材料性能的主要途径68

2.1.1 金属材料的晶粒细化及其合金化68

2.1.2　金属材料的热处理69

2.1.3　金属材料的塑性变形77

2.2 陶瓷材料的强韧化措施81

2.2.1 无机非金属材料热处理81

2.2.2　提高无机非金属材料性能的其他途径84

2.3　提高高分子材料性能的主要途径85

2.3.1 高分子材料的改性86

2.3.2 高分子材料的拉拔强化87

2.4　工程材料的表面工程87

2.4.1　热喷涂87

2.4.2 电镀与化学镀91

2.4.3 电刷镀93

2.4.4　热浸镀94

2.4.5　涂装95

2.4.6 气相沉积技术96

2.4.7 高能束技术简介97

2.5　纳米材料97

2.5.1 纳米材料的基本概念98

2.5.2 纳米材料的性质98

2.5.3 纳米固体材料99

2.5.4 纳米固体材料的应用100

2.5.5 纳米材料制备方法简介101

本章学习指南104

复习思考题105

第3章　金属材料及其应用107

3.1　碳素钢107

3.1.1 碳钢的成分和分类107

3.1.2　碳钢的牌号及用途108

3.2　合金钢110

3.2.1 合金钢的分类110

3.2.2　合金钢的编号110

3.2.3　合金结构钢111

3.2.4　合金工具钢117

3.2.5　特殊性能钢122

3.3　铸铁124

3.3.1　灰铸铁125

3.3.2　球墨铸铁127

3.3.3 可锻铸铁129

3.3.4　蠕墨铸铁131

3.3.5　合金铸铁132

3.4　非铁金属（有色金属）及其合金132

3.4.1　铝及铝合金132

3.4.2　铜及铜合金138

3.4.3　钛及钛合金145

3.4.4　轴承合金146

3.5　金属材料的选用147

3.5.1 选材的基本原则147

3.5.2 几种材料的合理使用148

3.5.3 典型零件和常用工具的选材实例149

本章学习指南151

复习思考题151

第4章 非金属材料与复合材料153

4.1 陶瓷材料及其应用153

4.1.1 陶瓷材料的性能特征153

4.1.2　工业陶瓷及其应用154

4.2 高分子材料及其应用156

4.2.1 高分子材料的分类及其命名156

4.2.2　塑料157

4.2.3　橡胶161

4.2.4　有机纤维163

4.2.5　胶粘剂164

4.3 复合材料及其应用166

4.3.1 复合材料的分类167

4.3.2 复合材料的性能特征167

4.3.3 复合材料的增强原理和复合原则168

4.3.4　典型的复合材料169

本章学习指南174

复习思考题174

第二篇　工程材料成形技术基础179

第5章　材料的液态成形工艺179

5.1 金属铸造工艺简介179

5.2　铸造工艺基础知识180

5.2.1 液态金属的充型能力180

5.2.2　合金的凝固特性181

5.2.3　合金的收缩性182

5.2.4　合金的吸气性及气孔185

5.2.5 常用铸造合金的铸造性能特点186

5.2.6　新型材料——金属间化合物及其铸造性能特点187

5.3　砂型铸造188

5.3.1　造型方法的选择188

5.3.2　砂型铸造常见缺陷190

5.4　特种铸造191

5.4.1 金属型铸造191

5.4.2　熔模铸造192

5.4.3　压力铸造193

5.4.4 低压铸造194

5.4.5 离心铸造194

5.4.6　消失模铸造194

5.4.7　铸造方法的选择197

5.5　铸件结构工艺性198

5.5.1 铸件结构应利于避免或减少铸件缺陷198

5.5.2 铸件结构应利于简化铸造工艺200

5.5.3　铸件结构要便于后续加工202

5.6　计算机在铸造生产中的应用简介203

5.6.1 系统组成203

5.6.2 测试系统的工作过程203

5.6.3　控制系统204

本章学习指南204

复习思考题205

第6章 材料的塑性成形工艺206

6.1 塑性成形的基础知识207

6.1.1 塑性成形基本定律207

6.1.2　材料的塑性成形性208

6.2　金属塑性成形方法209

6.2.1 自由锻209

6.2.2　模型锻造216

6.2.3　挤压成形221

6.2.4　板材冲压成形225

6.3　锻压件结构工艺性236

6.3.1 自由锻件的结构工艺性236

6.3.2　模锻件的结构工艺性236

6.3.3　挤压件的结构工艺性237

6.3.4 冲压件的结构工艺性239

6.4　先进塑性成形方法242

6.4.1　精密模锻242

6.4.2　摆动辗压243

6.4.3　液态模锻243

6.4.4　径向锻造245

6.4.5　粉末锻造245

6.4.6 高能成形246

6.5　计算机在塑性成形中的应用简介247

本章学习指南249

复习思考题250

第7章　材料的连接成形技术253

7.1　连接成形技术概述253

7.1.1 连接技术及应用253

7.1.2　焊接技术概况253

7.2　熔化焊连接的基本知识254

7.2.1 焊接热过程及焊接热源254

7.2.2 电弧焊基本知识256

7.3 常用熔化焊连接方法262

7.3.1 焊条电弧焊262

7.3.2　埋弧自动焊264

7.3.3 气体保护电弧焊266

7.3.4 电渣焊269

7.3.5 电子束焊接270

7.3.6　激光焊接271

7.3.7　等离子弧焊272

7.4　压焊连接方法273

7.4.1 电阻焊273

7.4.2　摩擦焊275

7.4.3　超声波焊接276

7.4.4　扩散焊277

7.5　钎焊连接方法278

7.5.1　硬钎焊278

7.5.2　软钎焊279

7.6　常用材料的焊接279

7.6.1　金属材料的焊接279

7.6.2　塑料的焊接284

7.6.3　异种材料的焊接286

7.7　焊接结构工艺设计286

7.7.1 焊接结构材料的选择286

7.7.2　焊接方法的选择287

7.7.3　焊缝的布置288

7.7.4　焊接接头及其设计291

7.8　材料的铆接连接293

7.9　材料的胶接连接294

7.9.1 概述294

7.9.2　胶接工艺295

本章学习指南296

复习思考题296

第8章 高分子材料成形工艺298

8.1 高分子材料成形原理298

8.1.1 高聚物的物理状态298

8.1.2 高聚合物的成形性能298

8.2　塑料成形工艺300

8.2.1 塑料成形方法300

8.2.2 塑料加工303

8.2.3 典型模具结构304

8.2.4 塑料件的结构工艺性310

8.2.5 常用塑料零件的选材312

8.3　橡胶成形工艺313

8.3.1 橡胶加工的工艺过程313

8.3.2　橡胶成形方法315

8.4　薄膜成形技术简介317

8.4.1 薄膜的成形工艺317

8.4.2　拉幅薄膜的成形318

8.5 高分子材料快速成形方法318

8.6　计算机技术在高分子材料成形中的应用简介318

8.6.1 注射成型CAD/CAM/CAE技术简介318

8.6.2 常用塑料成形模拟软件简介320

本章学习指南320

复习思考题321

第9章　粉末冶金与陶瓷材料的成形工艺323

9.1　粉体成形原理323

9.1.1 粉料的基本物理性能323

9.1.2　压制成形原理325

9.1.3 可塑成形原理327

9.1.4　浆料成形原理329

9.2　粉体制备技术330

9.2.1 粉碎与机械合金化方法331

9.2.2　合成法332

9.3　粉末冶金的成形工艺337

9.3.1 压制成形337

9.3.2　粉浆浇注成形339

9.3.3　楔形压制340

9.4 陶瓷材料的成形工艺340

9.4.1 浆料成形340

9.4.2　可塑成形343

9.4.3 压制成形345

9.5　烧结工艺与方法347

9.5.1 烧结工艺347

9.5.2 烧结方法348

本章学习指南349

复习思考题349

第10章 复合材料的成形工艺350

10.1 复合材料简述350

10.1.1 复合材料的特点350

10.1.2　复合材料的原料351

10.1.3　复合材料的失效352

10.1.4　复合材料的成形工艺特点与要求352

10.2　金属基复合材料成形工艺353

10.2.1 固态法353

10.2.2　液态法355

10.2.3　其他方法357

10.3 树脂基复合材料成形工艺357

10.3.1　手糊成形工艺358

10.3.2　喷射成形工艺358

10.3.3　袋压成形工艺359

10.3.4　层压成形工艺359

10.3.5　模压成形工艺360

10.3.6　拉挤成形工艺361

10.3.7　缠绕成形工艺362

10.4 陶瓷基复合材料成形工艺363

10.4.1 热压成形363

10.4.2 注射成形363

10.4.3　化学气相渗透工艺364

10.4.4　直接氧化法364

10.4.5 溶胶-凝胶法365

本章学习指南365

复习思考题365

第11章　材料成形新技术367

11.1　快速成形工艺367

11.1.1 快速成形原理367

11.1.2　快速成形技术的发展现状368

11.1.3　快速成形技术的工艺特点368

11.1.4　典型快速成形工艺简介369

11.1.5 快速成形技术的应用373

11.2　材料液态成形新技术374

11.2.1 液固复合成形新技术374

11.2.2　金属快速凝固成形技术376

11.2.3　材料液态成形计算机模拟新技术378

11.3　材料塑性成形新工艺380

11.3.1　金属复合成形技术380

11.3.2 多向锻造技术381

11.3.3 热冲压成形技术382

11.3.4　超塑性成形383

11.3.5　材料塑性成形计算机模拟技术384

11.4　材料连接成形新工艺384

11.4.1　机器人激光焊384

11.4.2 混合激光MIG/MAG焊接技术386

11.4.3 串联MIG/MAG焊接技术387

11.4.4　磁脉冲焊接技术387

11.4.5　摩擦搅拌焊接388

11.4.6　异种材料连接技术简介389

11.4.7　塑料焊接新技术简介390

11.4.8　材料连接计算机模拟技术390

11.5 粉末成形与陶瓷材料成形新工艺391

11.5.1 金属粉末成形新技术391

11.5.2 陶瓷成形新技术394

本章学习指南396

复习思考题397

参考文献398