材料成形技术与工程应用

　　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。

　　刘春廷，1976年04年出生于四川成都，1996年考入东北大学，2000年7月毕业于东北大学冶金材料科学与工程学院获工学学士学位， 2000年9月考入中国科学院金属研究所，2004年7月毕业于中国科学院金属研究所获工学硕士学位。2006年2月迄今一直在青岛科技大学任教。先后承担5个学院共计10余门课程的讲授，即材料工艺学、金属工艺学、工程材料与机制基础、工程材料学、材料学、机械过程技术、机械制造基础、材料性能学、材料力学性能（Mechanical Properties of Material）（双语）、材料科学与工程导论（Introduction to Materials Science and Engineering）（双语）和无损检测（焊接检验）理论课程及相应实验课程的教学，出版教材10余部， 5部属高等学校机自专业“十一五”规划教材，2部是英文教材，所编写教材目前已有出版第五版，也有荣获省优秀教材一等奖和校级各项奖。首位作者荣获国家教育部多媒体课件优秀奖一部，参与国家级省级市级项目各一项，参与科研工作荣获省级二等奖，已发表论文50余篇和申请并授权国家发明专利1项，均被SCI和EI收录，主要发表在Advanced Powder Tecnnology、Catalysis Communications、中国科学、Physics Letters A、RSC Advances、Journal of Colloid and Interface Science、Separation And Purification Technology、Journal Renewable Sustainable Energy、Journal of Alloys and Compounds、Surface and Coatings Technology、Journal of Advanced Microscopy Research、ECS Transactions、Scientific Reports、稀有金属材料与工程、发光学报等，曾受美国American Scientific Publishers和Nova Science Publishers的约稿， 并在其发表科研论文和参编专著。

目录

第0章绪论

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