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第一篇 材料液态成形原理1

第一章 普通合金材料的熔配原理1

1.1普通合金材料概论1

1.1.1铸铁材料1

1.1.2铸钢材料2

1.1.3铸造铝合金、镁合金材料3

1.1.4铸造铜合金材料6

1.2普通合金的熔配原理7

1.2.1铸铁材料的熔配7

1.2.2铸钢材料的熔配18

1.2.3铝合金材料的熔配27

1.2.4铜合金材料的熔配34

1.2.5镁合金、钛合金材料的熔配35

1.3液态金属的性质37

1.3.1黏度理论37

1.3.2表面张力和界面能39

1.3.3吉布斯吸附方程40

1.3.4斯托克斯公式41

1.3.5半固态流变规律41

第二章 金属的凝固原理43

2.1凝固理论基础43

2.1.1液态金属结晶的热力学条件43

2.1.2形核与形核率44

2.1.3晶体的长大51

2.1.4单相合金58

2.1.5共晶合金的结晶74

2.2凝固组织的形成与控制84

2.2.1铸件宏观结晶组织的形成及其影响因素85

2.2.2凝固过程中晶核游离85

2.2.3表面细晶粒区的形成87

2.2.4柱状晶区的形成88

2.2.5内部等轴晶区的形成89

2.2.6铸件凝固组织的控制91

2.3单向凝固与快速凝固100

2.3.1单向凝固技术100

2.3.2单晶生长104

2.3.3快速凝固技术与传热特点111

2.3.4快速凝固晶态合金的组织与特征115

第三章 复合材料的成形121

3.1复合材料概论121

3.1.1复合材料的定义121

3.1.2复合材料的分类122

3.2复合材料的原材料123

3.2.1复合材料的基体123

3.2.2复合材料的增强相129

3.3复合材料的成形工艺133

3.3.1聚合物基复合材料的成形工艺133

3.3.2金属基复合材料的成形技术135

3.3.3陶瓷基复合材料的制备工艺142

3.4复合材料的界面145

3.4.1聚合物基复合材料的界面145

3.4.2金属基复合材料的界面149

3.4.3陶瓷基复合材料的界面151

3.5复合材料的应用152

3.5.1金属基复合材料的应用152

3.5.2聚合物基复合材料的应用154

3.5.3陶瓷基复合材料的应用156

第二篇 材料固态成形原理157

第四章 固态成形的物理基础157

4.1金属塑性成形的机理及其组织结构与性能的变化157

4.1.1冷态塑性变形的机理及其组织结构与性能的变化157

4.1.2热态塑性变形的机理及其组织结构与性能的变化166

4.2粉末成形172

4.2.1粉末的制取173

4.2.2粉末的特性176

4.2.3粉末模压成形179

4.2.4粉末烧结成形183

4.3高分子材料的成形194

4.3.1塑料的组成、分类及主要成形方法194

4.3.2塑料成形理论基础197

第五章 固态塑性成形的力学基础206

5.1基本假设206

5.2应力207

5.2.1应力的概念207

5.2.2斜面上的应力208

5.2.3主应力与应力张量不变量211

5.2.4应力平衡方程式213

5.3应变213

5.3.1应变的概念与位移几何方程213

5.3.2应变增量和应变速率215

5.3.3应变的连续方程与体积不变条件216

5.3.4工程应变的主应变217

5.4屈服准则与应力应变关系218

5.4.1简单拉伸与屈服218

5.4.2屈服准则的一般形式219

5.4.3两个常用的屈服准则219

5.4.4塑性应力应变关系221

5.5应力状态对塑性变形的影响226

5.5.1应力状态对塑性的影响227

5.5.2应力状态对变形抗力的影响227

5.5.3静水压力对屈服极限的影响228

5.6应力-应变曲线229

5.6.1条件应力-应变曲线229

5.6.2变形体的模型230

5.6.3真实应力-应变曲线233

第六章 固态塑性成形理论的应用236

6.1塑性成形问题236

6.1.1塑性成形问题解的概念236

6.1.2求解基本方程的简化237

6.2主应力法240

6.2.1主应力法求解的基本假设240

6.2.2长矩形板镦粗问题的求解241

6.2.3圆柱体镦粗问题243

6.2.4拉拔245

6.3滑移线场理论与汉盖应力方程249

6.3.1基本概念250

6.3.2汉盖应力方程251

6.3.3滑移线的性质252

6.3.4塑性区的应力边界条件254

6.3.5厚壁圆筒塑性变形时所需内压力的确定256

6.4盖林格尔速度方程及速度图257

6.4.1盖林格尔速度方程257

6.4.2速度场（速度矢端图）258

6.4.3速度间断260

6.5滑移线场理论的应用261

6.5.1平冲头压入半无限高坯料问题261

6.5.2平面挤压问题263

6.6基本能量方程式266

6.6.1极值定理概述266

6.6.2基本能量方程式268

6.7上、下限定理及应用270

6.7.1下限定理270

6.7.2上限定理271

6.7.3上限定理的应用273

第七章 特种固态成形278

7.1超塑性成形278

7.1.1超塑性成形的基本特点和种类279

7.1.2微细晶粒超塑性的力学特性280

7.1.3超塑性变形机理281

7.1.4超塑性成形的应用284

7.1.5超塑性成形的材料与工艺规范285

7.2粉末特种成形290

7.2.1粉末锻造290

7.2.2粉末轧制299

第三篇 材料固态相变原理307

第八章 固态相变基础307

8.1固态相变概论307

8.1.1固态相变的主要分类307

8.1.2固态相变的主要特点312

8.2固态相变热力学317

8.2.1固态相变的热力学条件317

8.2.2固态相变的形核319

8.2.3固态相变的晶核长大325

8.3固态相变动力学329

8.3.1固态相变的速率329

8.3.2钢中过冷奥氏体转变动力学332

第九章 共析与逆共析型相变341

9.1逆共析相变——钢中奥氏体的形成341

9.1.1奥氏体的组织特征341

9.1.2奥氏体的形成机制343

9.1.3奥氏体形成动力学346

9.1.4奥氏体晶粒长大及其控制353

9.2共析相变359

9.2.1珠光体的组织特征359

9.2.2珠光体转变机制362

9.2.3珠光体转变动力学368

9.2.4珠光体转变产物的机械性能372

第十章 切变共格型相变376

10.1马氏体相变376

10.1.1马氏体相变的主要特征376

10.1.2马氏体相变热力学380

10.1.3马氏体相变晶体学的经典模型384

10.1.4马氏体相变动力学387

10.2钢及铁合金中的马氏体相变389

10.2.1钢中马氏体的晶体结构389

10.2.2钢及铁合金中马氏体的组织形态391

10.2.3奥氏体的稳定化396

10.2.4马氏体的机械性能399

10.3陶瓷中的马氏体相变405

10.3.1 ZrO2基陶瓷的同素异构转变405

10.3.2 ZrO2基陶瓷中的t→m马氏体相变407

10.3.3陶瓷中的马氏体相变韧化412

10.4贝氏体相变415

10.4.1贝氏体相变的基本特征和组织形态416

10.4.2贝氏体相变机制420

10.4.3贝氏体相变动力学及其影响因素424

10.4.4钢中贝氏体的机械性能428

第十一章 脱溶沉淀型转变430

11.1脱溶沉淀与时效430

11.1.1脱溶过程和脱溶物的结构431

11.1.2脱溶热力学和动力学434

11.1.3脱溶后的显微组织436

11.1.4脱溶时效时的性能变化439

11.2钢中的回火转变443

11.2.1淬火碳钢回火时的组织转变443

11.2.2合金元素对回火转变的影响452

11.2.3回火时机械性能的变化456

参考文献462