緒論001
一、材料成形基本原理及其理論指導(dǎo)意義001
二、材料成形原理的發(fā)展002
三、材料成形原理課程的任務(wù)與內(nèi)容004
第一章液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)005
第一節(jié)引言005
第二節(jié)液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)006
一、液體與固體、氣體結(jié)構(gòu)比較及衍射特征006
二、由物質(zhì)熔化過(guò)程認(rèn)識(shí)液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)007
三、液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的理論模型008
四、實(shí)際金屬結(jié)構(gòu)的理論模型009
第三節(jié)液態(tài)合金的性質(zhì)010
一、液態(tài)合金的黏度010
二、液態(tài)合金的表面張力013
課程思政內(nèi)容的思考020
思考與練習(xí)020

第二章液態(tài)金屬的凝固與傳熱021
第一節(jié)液態(tài)金屬的充型能力021
一、液態(tài)金屬充型能力的基本概念021
二、液態(tài)金屬停止流動(dòng)機(jī)理與充型能力023
三、影響充型能力的因素024
第二節(jié)傳熱基本原理025
一、溫度場(chǎng)與傳熱學(xué)的基本理論025
二、凝固傳熱的基本方程026
三、凝固溫度場(chǎng)的求解方法027
第三節(jié)鑄造過(guò)程溫度場(chǎng)028
一、半無(wú)限大平板鑄件凝固過(guò)程的一維不穩(wěn)定溫度場(chǎng)029
二、鑄件凝固時(shí)間計(jì)算031
三、界面熱阻與實(shí)際凝固溫度場(chǎng)033
四、鑄件凝固方式及其影響因素034
課程思政內(nèi)容的思考035
思考與練習(xí)035

第三章液態(tài)金屬的結(jié)晶形核與生長(zhǎng)036
第一節(jié)凝固熱力學(xué)036
一、液-固相變驅(qū)動(dòng)力036
二、曲率、壓力對(duì)物質(zhì)熔點(diǎn)的影響037
第二節(jié)均質(zhì)形核038
一、形核功及臨界半徑038
二、形核率039
第三節(jié)非均質(zhì)形核040
一、非均質(zhì)形核形核功040
二、非均質(zhì)形核的形核條件042
第四節(jié)晶體生長(zhǎng)043
一、固-液界面結(jié)構(gòu)及其影響因素043
二、晶體生長(zhǎng)方式045
三、晶體生長(zhǎng)速度046
四、晶體生長(zhǎng)中位錯(cuò)的形成047
課程思政內(nèi)容的思考047
思考與練習(xí)047

第四章單相及多相合金的結(jié)晶048
第一節(jié)溶質(zhì)平衡分配系數(shù)048
第二節(jié)凝固過(guò)程中溶質(zhì)再分配050
一、平衡凝固條件下的溶質(zhì)再分配050
二、固相無(wú)擴(kuò)散而液相充分混合均勻的溶質(zhì)再分配051
三、固相中無(wú)擴(kuò)散而液相中只有有限擴(kuò)散的溶質(zhì)再分配052
四、液相中部分混合（有對(duì)流作用）的溶質(zhì)再分配055
第三節(jié)合金凝固界面前沿的成分過(guò)冷058
第四節(jié)成分過(guò)冷對(duì)合金單相固溶體結(jié)晶形態(tài)的影響060
一、熱過(guò)冷及其對(duì)純金屬液固界面形態(tài)的影響060
二、成分過(guò)冷對(duì)合金固溶體晶體形貌的影響規(guī)律061
三、窄成分過(guò)冷作用下的胞狀組織的形成及其形貌061
四、較寬成分過(guò)冷作用下的枝晶生長(zhǎng)063
五、等軸晶的形成與內(nèi)生生長(zhǎng)064
六、枝晶間距065
第五節(jié)共晶合金的凝固066
課程思政內(nèi)容的思考067
思考與練習(xí)067

第五章鑄件與焊縫宏觀組織及其控制068
第一節(jié)鑄件的宏觀組織068
第二節(jié)表面激冷晶區(qū)及柱狀晶區(qū)的形成069
一、表面激冷晶區(qū)的形成069
二、柱狀晶區(qū)的形成069
第三節(jié)內(nèi)部等軸晶的形成機(jī)理070
一、成分過(guò)冷理論070
二、激冷等軸晶型壁脫落與游離理論071
三、枝晶熔斷及結(jié)晶雨理論072
第四節(jié)鑄件宏觀結(jié)晶組織的控制072
一、合理地控制澆注工藝和冷卻條件073
二、孕育處理074
三、動(dòng)力學(xué)細(xì)化076
課程思政內(nèi)容的思考077
思考與練習(xí)077

第六章鑄件缺陷的形成機(jī)理及控制078
第一節(jié)氣孔與夾雜的形成機(jī)理及控制078
一、氣孔078
二、夾雜物085
第二節(jié)縮孔與縮松的形成原理089
一、金屬的收縮089
二、縮孔與縮松的分類(lèi)及特征092
三、縮孔與縮松的形成機(jī)理093
四、影響縮孔與縮松的因素及防止措施096
第三節(jié)化學(xué)成分的偏析099
一、微觀偏析099
二、宏觀偏析101
第四節(jié)變形與裂紋103
一、鑄件應(yīng)力的基本概念103
二、鑄件的變形和冷裂103
三、熱裂105
課程思政內(nèi)容的思考106
思考與練習(xí)106

第七章焊縫及熱影響區(qū)的組織與性能107
第一節(jié)焊接熱循環(huán)條件下的金屬組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)107
一、焊接過(guò)程的特殊性107
二、焊接熱過(guò)程的組織轉(zhuǎn)變107
三、焊接冷卻過(guò)程的組織轉(zhuǎn)變109
第二節(jié)焊接熔池凝固及控制110
一、熔池凝固條件110
二、熔池結(jié)晶特征110
三、熔池結(jié)晶組織的細(xì)化113
第三節(jié)焊接熱影響區(qū)的組織與性能分析114
第四節(jié)焊接熱影響區(qū)的性能116
課程思政內(nèi)容的思考120
思考與練習(xí)120

第八章焊接過(guò)程中的冶金及反應(yīng)原理、焊接缺陷控制121
第一節(jié)焊接金屬與氣體的反應(yīng)121
一、氣體的來(lái)源121
二、氣體在金屬中的溶解123
三、氣體對(duì)金屬的氧化126
四、氣體的影響與控制128
第二節(jié)液態(tài)金屬與熔渣的相互作用130
一、熔渣的作用與分類(lèi)131
二、熔渣的來(lái)源與構(gòu)成132
三、熔渣的堿度132
四、渣相的物理性質(zhì)133
五、活性熔渣對(duì)金屬的氧化135
第三節(jié)控制焊接應(yīng)力的措施136
第四節(jié)熱裂紋137
一、熱裂紋的分類(lèi)及特征137
二、熱裂紋的形成機(jī)理138
三、影響熱裂紋形成的因素140
四、防止熱裂紋的措施142
第五節(jié)冷裂紋143
一、冷裂紋的分類(lèi)及特征143
二、影響冷裂紋產(chǎn)生的因素144
三、延遲裂紋的形成機(jī)理147
四、冷裂紋的控制148
第六節(jié)合金化149
一、合金化的目的149
二、合金化的方式149
三、合金元素的過(guò)渡系數(shù)及其影響因素150
四、焊縫金屬化學(xué)成分的計(jì)算與控制152
課程思政內(nèi)容的思考154
思考與練習(xí)154

第九章應(yīng)力與應(yīng)變理論155
第一節(jié)應(yīng)力空間156
一、應(yīng)力的概念156
二、點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)158
三、張量和應(yīng)力張量159
四、主應(yīng)力、應(yīng)力張量不變量和應(yīng)力橢球面161
五、主切應(yīng)力和最大切應(yīng)力165
六、應(yīng)力偏張量和應(yīng)力球張量167
七、八面體應(yīng)力和等效應(yīng)力168
八、應(yīng)力莫爾（Mohr）圓169
九、應(yīng)力平衡微分方程171
第二節(jié)應(yīng)變空間173
一、應(yīng)變的概念173
二、應(yīng)變與位移的關(guān)系（小變形幾何方程）174
三、應(yīng)變張量分析176
課程思政內(nèi)容的思考178
思考與練習(xí)178

第十章塑性與屈服準(zhǔn)則179
第一節(jié)塑性179
一、塑性的基本概念179
二、塑性指標(biāo)179
第二節(jié)屈服準(zhǔn)則181
一、屈服準(zhǔn)則的一般概念181
二、屈服準(zhǔn)則的一般形式181
三、屈服表面182
四、Tresca屈服準(zhǔn)則183
五、Mises屈服準(zhǔn)則184
六、屈服準(zhǔn)則的幾何表示186
七、兩個(gè)屈服準(zhǔn)則的比較187
八、應(yīng)變硬化材料的屈服準(zhǔn)則191
思考與練習(xí)191

第十一章本構(gòu)方程193
第一節(jié)塑性變形時(shí)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)193
一、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的特點(diǎn)及描述193
二、等效應(yīng)力-等效應(yīng)變曲線193
三、等效應(yīng)力-等效應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化模型194
四、彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系195
第二節(jié)塑性變形的增量理論196
一、 Levy-Mises理論196
二、 Prandtl-Reuss理論197
第三節(jié)塑性變形的全量理論198
課程思政內(nèi)容的思考199
思考與練習(xí)199

參考文獻(xiàn)201