普通高等教育“十一五”国家级规划教材：材料成形基本原理（第2版）

　　第2版前言
　　第1版前言
　　绪论
　　第一节 材料成形基本原理及其理论指导意义
　　一、材料成形技术
　　二、材料成形基本原理
　　三、材料成形原理的理论指导意义
　　第二节 材料成形原理的发展
　　一、凝固理论的发展概况
　　二、成形过程化学冶金理论的发展概况
　　三、金属塑性成形理论的发展概况
　　第三节 材料成形原理课程的任务与内容
　　第一篇 材料成形过程中的凝固与冶金原理
　　第一章 液态金属的结构与性质
　　第一节 引言
　　第二节 液态金属的结构
　　一、液体与固体、气体结构比较及衍射特征
　　二、由物质熔化过程认识液态金属结构
　　三、液态金属结构的理论模型
　　四、实际金属的液态结构
　　五、对液态金属结构的再认识及研究新进展
　　第三节 液态合金的性质
　　一、液态合金的粘度
　　二、液态合金的表面张力
　　第四节 液态金属的充型能力
　　一、液态金属充型能力的基本概念
　　二、液态金属停止流动机理与充型能力
　　三、影响充型能力的因素
　　思考与练习
　　第二章 凝固温度场
　　第一节 传热基本原理
　　一、温度场与传热学的基本理论
　　二、凝固传热的基本方程
　　三、凝固温度场的求解方法
　　第二节 铸造过程温度场
　　一、半无限大平板铸件凝固过程的一维不稳定温度场
　　二、铸件凝固时间计算
　　三、界面热阻与实际凝固温度场
　　四、铸件凝固方式及其影响因素
　　第三节 熔焊过程温度场
　　一、焊接温度场的基本类型
　　二、影响温度场的因素
　　三、典型焊接温度场的解析解
　　思考与练习
　　第三章 金属凝固热力学与动力学
　　第一节 凝固热力学
　　一、液固相变驱动力
　　二、曲率、压力对物质熔点的影响
　　三、溶质平衡分配系数（K0）
　　第二节 均质形核
　　一、形核功及临界半径
　　二、形核率
　　第三节 非均质形核
　　一、非均质形核形核功
　　二、非均质形核的形核条件
　　第四节 晶体生长
　　一、固．液界面结构及其影响因素
　　二、晶体生长方式
　　三、晶体生长速度
　　四、晶体生长中位错的形成
　　思考与练习
　　第四章 单相及多相合金的结晶
　　第一节 凝固过程中溶质再分配
　　一、平衡凝固条件下的溶质再分配
　　二、固相无扩散而液相充分混合均匀的溶质再分配
　　三、固相中无扩散而液相中只有有限扩散的溶质再分配
　　四、液相中部分混合（有对流作用）的溶质再分配
　　第二节 合金凝固界面前沿的成分过冷
　　一、“成分过冷”条件和判据
　　二、“成分过冷”的过冷度
　　第三节 “成分过冷”对合金单相固溶体结晶形态的影响
　　一、热过冷及其对纯金属液固界面形态的影响
　　二、“成分过冷”对合金固溶体晶体形貌的影响规律
　　三、窄成分过冷作用下的胞状组织的形成及其形貌
　　四、较宽成分过冷作用下的枝晶生长
　　五、等轴晶的形成与内生生长
　　六、枝晶间距
　　第四节 共晶台金的凝固
　　一、共晶组织的分类及特点
　　二、非平衡状态下的共晶共生区（couple-zone）
　　三、离异生长及离异共晶
　　四、非小晶面-非小晶面共生共晶的形成
　　五、非小晶面-小晶面共晶合金的结晶
　　思考与练习
　　第五章 铸件与焊缝宏观组织及其控制
　　第一节 铸件的宏观组织
　　第二节 表面激冷晶区及柱状晶区的形成
　　一、表面激冷晶区的形成
　　二、柱状晶区的形成
　　第三节 内部等轴晶的形成机理
　　一、“成分过冷”理论
　　二、激冷等轴晶型壁脱落与游离理论
　　三、枝晶熔断及结晶雨理论
　　第四节 铸件宏观结晶组织的控制
　　一、合理地控制浇注工艺和冷却条件
　　二、孕育处理
　　三、动力学细化
　　第五节 焊接熔池凝固及控制
　　一、熔池凝固条件
　　二、熔池结晶特征
　　三、熔池结晶组织的细化
　　思考与练习
　　第六章 特殊条件下的凝固与成形
　　第一节 概述
　　第二节 快速凝固
　　一、快速凝固简介
　　二、快速凝固方法
　　三、快速凝固显微组织
　　四、金属玻璃
　　第三节 失重条件下的凝固
　　第四节 定向凝固
　　思考与练习
　　第七章 液态金属与气相的相互作用
　　第一节 气体的来源与产生
　　一、焊接区内的气体
　　二、铸造过程中的气体
　　第二节 气体在金属中的溶解
　　一、气体的溶解过程
　　二、气体的溶解度
　　第三节 气体对金属的氧化
　　一、金属氧化还原方向的判据
　　二、氧化性气体对金属的氧化
　　第四节 气体的影响与控制
　　一、气体对金属质量的影响
　　二、气体的控制措施
　　思考与练习
　　第八章 液态金属与熔渣的相互作用
　　第一节 渣相的作用与形成
　　一、熔渣的作用与分类
　　二、熔渣的来源与构成
　　第二节 渣体结构及碱度
　　一、熔渣结构的分子理论
　　二、熔渣结构的离子理论
　　三、熔渣的碱度
　　第三节 渣相的物理性质
　　一、熔渣的凝固温度与密度
　　二、熔渣的粘度
　　三、熔渣的表面张力及界面张力
　　第四节 活性熔渣对金属的氧化
　　一、熔渣的氧化性
　　二、扩散氧化
　　三、置换氧化
　　思考与练习
　　第九章 液态金属的净化与精炼
　　第一节 液态金属的脱氧
　　一、先期脱氧
　　二、沉淀脱氧
　　三、扩散脱氧
　　四、真空脱氧
　　第二节 液态金属的脱碳精炼反应
　　第三节 液态金属的脱硫
　　一、沉淀脱硫
　　二、熔渣脱硫
　　第四节 液态金属的脱磷
　　思考与练习
　　第十章 焊接热影响区的组织与性能
　　第一节 焊接热循环
　　一、研究焊接热循环的意义
　　二、焊接热循环的参数及特征
　　三、焊接热循环参数的计算及其影响因素
　　第二节 焊接热循环条件下的金属组织转变特点
　　一、焊接过程的特殊性
　　二、焊接加热过程的组织转变
　　三、焊接冷却过程的组织转变
　　第三节 焊接热影响区的组织与性能分析
　　一、焊接热影响区的组织分布
　　二、焊接热影响区的性能
　　思考与练习
　　第十一章 凝固缺陷及控制
　　第一节 合金中的成分偏析
　　一、微观偏析
　　二、宏观偏析
　　第二节 气孔与夹杂
　　一、气孔
　　二、夹杂物
　　第三节 缩孔与缩松
　　一、金属的收缩
　　二、缩孔与缩松的分类及特征
　　三、缩孔与缩松的形成机理
　　四、影响缩孔与缩松的因素及防止措施
　　第四节 应力
　　一、应力的形成
　　二、控制应力的措施
　　第五节 热裂纹，
　　一、热裂纹的分类及特征
　　二、热裂纹的形成机理
　　三、影响热裂纹形成的因素
　　四、防止热裂纹的措施
　　第六节 冷裂纹
　　一、冷裂纹的分类及特征
　　二、影响冷裂纹产生的因素
　　三、延迟裂纹的形成机理
　　四、冷裂纹的控制
　　思考与练习
　　第二篇 材料成形力学原理
　　第十二章 金属塑性成形的物理基础
　　第一节 概述
　　一、金属塑性成形的特点
　　二、塑性成形工艺的分类
　　第二节 金属在冷态下的塑性变形
　　一、金属的晶体结构和组织
　　二、金属冷态下的塑性变形机理
　　三、合金的塑性变形
　　四、冷塑性变形对金属组织和性能的影响
　　第三节 金属的热塑性变形
　　一、热塑性变形时金属的软化过程
　　二、热塑性变形机理
　　三、双相合金热塑性变形的特点
　　四、热塑性变形对金属组织和性能的影响
　　第四节 对塑性和变形抗力的影响因素
　　一、塑性指标和变形抗力
　　二、对塑性的影响因素
　　三、对变形抗力的影响因素
　　第五节 金属的超塑性
　　一、超塑性变形的特点
　　二、超塑性变形的类型
　　三、超塑性变形时组织的变化和对力
　　学性能的影响
　　四、超塑性变形机理
　　思考与练习
　　第十三章 应力分析
　　第一节 张量的基本知识
　　一、角标符号和求和约定
　　二、张量的基本概念
　　三、张量的基本性质
　　四、应力张量
　　第二节 外力、应力和点的应力状态
　　一、外力和应力
　　二、直角坐标系中一点的应力状态
　　第三节 主应力和主切应力
　　一、主应力
　　二、应力张量不变量
　　三、主切应力和最大切应力
　　四、应力偏张量和应力球张量
　　五、等效应力
　　第四节 应力平衡微分方程
　　第五节 应力莫尔圆
　　一、平面应力状态下的应力莫尔圆
　　二、三向应力莫尔圆
　　思考与练习
　　第十四章 应变分析
　　第一节 位移与应变
　　第二节 质点的应变状态和应变张量
　　第三节 小应变几何方程、应变连续方程
　　一、小应变几何方程
　　二、应变连续方程
　　第四节 有限变形
　　第五节 塑性变形体积不变条件
　　第六节 速度分量和速度场、位移增量和应变增量、应变速率张量
　　一、速度分量和速度场
　　二、位移增量和应变增量
　　三、应变速率张量
　　第七节 对数应变
　　第八节 平面问题和轴对称问题
　　一、平面应力问题
　　二、平面应变问题
　　三、轴对称问题
　　思考与练习
　　第十五章 屈服准则
　　第一节 材料真实应力．应变曲线及材料模型
　　一、拉伸图和条件应力．应变曲线
　　二、拉伸真实应力-应变曲线
　　三、拉伸真实应力·应变曲线的塑性失稳点特性
　　……
　　第十六章 金属塑性变形与流动问题
　　第十七章 塑性成型力学的工程应用
　　第十八章 塑性成型力学的工程应用
　　参考文献

　　    刘全坤，1945年生，1969年毕业于合肥工业大学。1981年华中工学院硕士研究生毕业。1986年获德国斯图加特大学博士学位。现为合肥工业大学教授、材料加工工程学科博士生导师。长期从事塑性成形理论、数值模拟和现代模具设计方法研究，主持完成国家自然科学基金、国家十五科技攻关项目专项、高校博士点基金、教育部留学人员基金、机械部技术发展基金、安徽省自然科学基金、国家重点实验室基金等十余项基金项目。曾获得省部级科学技术三等奖4项，中国机械工业科技专家和“九五”机械工业科技工作先进个人等荣誉称号，在国内外核心期刊上发表学术论文150余篇。

　　    本教材从培养学生宽口径、厚基础的人才目标出发，把凝固成形、焊接成形、塑性成形、聚合物成形等近代材料成形技术中的共同的物理现象、基本规律及基本原理加以阐述，使学生对材料成形过程及其基本原理与方法有较深入和系统的理解，为后续课程的学习奠定理论基础。本教材分为两篇，共18章。第一篇主要讲述材料成形中的凝固结晶学、化学冶金原理等共性技术；第二篇主要讲述材料成形中的力学原理。本教材可作为普通高等学校材料成形及控制工程专业和机械类本科生教材，也可作为相关专业研究生和有关工程技术人员的参考用书。