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第1章 金属的凝固1

1.1 凝固的热力学1

1.1.1 凝固的热力学条件1

1.1.2 曲率对平衡熔点的影响2

1.2 凝固的动力学3

1.2.1 均匀形核3

1.2.2 非均匀形核5

1.2.3 晶核的长大7

1.3 单相合金的凝固15

1.3.1 凝固过程的溶质再分配15

1.3.2 凝固界面的稳定性23

1.3.3 胞晶与枝晶组织31

1.4 多相合金的凝固37

1.4.1 共晶合金的凝固37

1.4.2 包晶合金的凝固49

1.4.3 偏晶合金的凝固52

参考文献54

第2章 金属的塑性变形56

2.1 金属材料的强韧化56

2.1.1 金属材料的强度56

2.1.2 金属材料的强化59

2.1.3 金属材料的韧性69

2.1.4 金属材料的韧化69

2.1.5 金属材料强韧化的组织结构因素与技术途径72

2.2 变形过程中材料的组织变化及组织细化75

2.2.1 冷形变后材料的组织变化75

2.2.2 热变形过程中金属组织结构的变化90

2.2.3 深度塑性变形细化晶粒96

2.3 变形过程中微合金元素的溶解和析出103

2.3.1 微量元素的溶解、析出规律—微合金化的原理103

2.3.2 成分及微量合金元素的作用104

2.3.3 微合金元素在热加工过程中的溶解106

2.3.4 控制轧制过程中微量元素碳氮化物的析出108

2.4 变形力学方程119

2.4.1 静力方程与几何方程119

2.4.2 屈服准则120

2.4.3 等效应力、等效应变和等效应变速率方程121

2.4.4 变形抗力模型122

2.4.5 本构关系123

2.5 塑性变分原理132

2.5.1 材料成形力学边值问题的提法132

2.5.2 虚功（率）原理135

2.5.3 刚-塑性材料的变分原理141

2.5.4 刚-粘塑性材料变分原理146

2.5.5 弹-塑性硬化材料的变分原理148

2.5.6 单位体积塑性变形功率150

2.6 工程法和能量法151

2.6.1 工程法151

2.6.2 能量法153

2.7 塑性成形过程的模拟分析方法169

2.7.1 塑性成形模拟方法概述170

2.7.2 刚-塑性有限元法求解轧制问题的途径171

2.7.3 刚-塑性有限元的基本公式175

2.7.4 有限元模拟分析软件184

参考文献184

第3章 金属的焊接187

3.1 焊接冶金反应与凝固组织187

3.1.1 焊接化学冶金过程的特点187

3.1.2 熔池凝固201

3.2 焊缝金属的固态转变及强韧化211

3.2.1 焊缝金属冷却时的相变211

3.2.2 焊缝金属的强韧化217

3.3 焊缝金属与母材的匹配225

3.3.1 焊接接头韧性评价指标226

3.3.2 焊缝与母材的匹配关系228

3.4 焊接热影响区组织转变及其性能变化232

3.4.1 焊接热循环与焊接热影响区232

3.4.2 焊接热循环中热影响区组织转变特点233

3.4.3 焊接热影响区的组成234

3.4.4 焊接热影响区的硬度分布236

3.4.5 焊接热影响区的力学性能变化237

3.4.6 焊接热影响区的脆化238

3.4.7 焊接热影响区的软化240

3.5 金属焊接性及其实验方法242

3.5.1 金属焊接性的定义及其影响因素242

3.5.2 焊接性试验及其分类243

3.5.3 常用焊接性直接试验方法244

3.5.4 常用焊接性间接试验方法249

3.6 焊接热过程的数值模拟252

3.6.1 研究历程及发展现状252

3.6.2 传热基础254

3.6.3 典型焊接热源模型257

3.6.4 焊接温度场模拟实例261

参考文献279

第4章 现代金属凝固技术281

4.1 定向凝固技术281

4.1.1 定向凝固技术的控制基础281

4.1.2 间歇式定向凝固工艺282

4.1.3 连续式定向凝固工艺293

4.1.4 定向凝固技术的应用296

4.2 压力下金属的结晶技术299

4.2.1 压力对金属熔点的影响299

4.2.2 压力对金属其他物性参数的影响301

4.2.3 压力对金属状态图的影响302

4.2.4 压力对金属结晶参数的影响305

4.2.5 压力对金属或合金结晶组织的影响310

4.2.6 压力对金属或合金气体析出的影响312

4.2.7 压力结晶技术的应用315

4.3 快速凝固技术317

4.3.1 概述317

4.3.2 快速凝固实现的条件320

4.3.3 线材快速凝固成形322

4.3.4 带材快速凝固成形328

4.3.5 体材料快速凝固成形336

4.4 半固态金属成形技术344

4.4.1 半固态金属浆料或坯料的制备工艺344

4.4.2 半固态金属的触变成形349

4.4.3 半固态金属的流变成形353

4.4.4 半固态金属成形的优势与应用357

4.5 复合连续铸造技术359

4.5.1 水平电磁法复合钢坯连铸工艺359

4.5.2 包覆层连续铸造工艺360

4.5.3 电渣外层金属液连铸工艺362

4.5.4 反向凝固连铸工艺363

4.5.5 复合线材的铸拉工艺364

4.5.6 梯度材料的连续铸造制备工艺364

4.5.7 双结晶器连铸双金属工艺365

4.5.8 充芯连铸法连铸工艺367

4.6 钢的连续铸造技术369

4.6.1 凝固与传热369

4.6.2 连铸设备与连铸工艺控制375

4.6.3 铸坯质量控制技术378

参考文献379

第5章 现代金属塑性成形技术383

5.1 超塑性成形技术383

5.1.1 超塑性成形的特点及适用范围383

5.1.2 超塑性现象387

5.1.3 微细晶粒超塑性材料的制备390

5.1.4 超塑性成形工艺395

5.1.5 超塑性成形产品缺陷及预防措施402

5.2 粉末塑性成形技术404

5.2.1 粉末锻造的特点及适用范围404

5.2.2 粉末锻造时原料粉末的选择407

5.2.3 预成形坯的设计与制备410

5.2.4 粉末塑性变形与致密415

5.2.5 粉末锻造技术423

5.3 塑性加工复合技术426

5.3.1 概述426

5.3.2 轧制复合钢板的制造427

5.3.3 真空轧制复合板440

5.3.4 利用液相结合原理制备钛合金轧制复合板444

5.3.5 展望446

5.4 复合材料成形技术447

5.4.1 金属基复合材料447

5.4.2 金属基复合材料的制备与制坯工艺448

5.4.3 热压扩散成形法448

5.4.4 金属基复合材料坯料的热挤压成形450

5.4.5 热挤压模具结构451

5.5 控制轧制与控制冷却技术453

5.5.1 控制轧制与控制冷却技术概述454

5.5.2 控制轧制与控制冷却的发展历程456

5.5.3 控制轧制-控制冷却的理论基础457

5.5.4 控制轧制-控制冷却工艺的研究实例460

5.6 高能率成形技术468

5.6.1 概述468

5.6.2 爆炸成形469

5.6.3 电液成形471

5.6.4. 电磁成形473

参考文献476

第6章 现代金属连接技术477

6.1 现代金属材料的连接技术477

6.1.1 传统电弧焊及其局限性477

6.1.2 固相扩散焊478

6.1.3 过渡液相扩散焊技术487

6.1.4 激光焊489

6.2 功能材料的连接技术496

6.2.1 形状记忆合金的连接技术496

6.2.2 超导材料的连接技术502

6.3 复合材料的连接技术510

6.3.1 金属基复合材料510

6.3.2 铝基复合材料的焊接性及焊接方法516

6.4 陶瓷材料的连接技术524

6.4.1 陶瓷材料成分、组织、性能及制备概述524

6.4.2 陶瓷材料的焊接性分析528

6.4.3 陶瓷材料的活性钎焊533

6.4.4 固相扩散焊539

6.4.5 部分过渡液相扩散焊技术541

6.4.6 陶瓷材料焊接界面的结构与接合实质545

6.5 计算机辅助焊接技术545

6.5.1 焊接专家系统研究545

6.5.2 焊接工艺评定专家系统550

6.5.3 焊接生产网络化和智能化556

参考文献559