本教材是材料科學與工程專業(yè)的理論基礎(chǔ)教材,列入十四五國防科技大學規(guī)劃教材。本教材系統(tǒng)介紹了航空航天常用材料的成形原理以及其典型工藝,舉例介紹了液態(tài)金屬等特種金屬及其復合材料的加工工藝,闡述了塑性成形、焊接成形、粉末材料成形、高分子材料成形和復合材料成形的基本原理以及其典型成形工藝。學生學完本課程后將系統(tǒng)地掌握材料成形的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能,為后續(xù)專業(yè)課程的學習以及科研工作奠定良好的理論及實踐基礎(chǔ)。
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2009年6月獲國防科技大學材料科學與工程專業(yè)博士學位,現(xiàn)為國防科技大學教授,博士生導師。主要從事特種金屬及其復合材料研究,先后承擔國家自然科學基金、創(chuàng)新特區(qū)、裝備預(yù)研等項目,發(fā)表論文100余篇,授權(quán)發(fā)明專利20余項,獲軍隊級科技進步一等獎2項,省級科技進步二等獎1項。發(fā)表論文100余篇,授權(quán)發(fā)明專利20余項
緒 論
0.1材料成形的概念與內(nèi)涵
0.2材料成形的意義和作用
0.2.1 使用純天然材料階段
0.2.2 使用火開展材料加工階段
0.2.3 使用物理和化學原理合成材料階段
0.3材料成形原理的課程內(nèi)容
思考題
第一章 液態(tài)金屬成形原理
1.1液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.1.1液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)
1.1.2液態(tài)金屬的性質(zhì)
1.2液態(tài)金屬的凝固形核、生長與控制
1.2.1凝固的熱力學與動力學條件
1.2.2均質(zhì)形核
1.2.3異質(zhì)形核
1.2.4影響形核的冶金處理
1.2.5晶體長大
1.2.6影響晶粒長大的冶金處理
1.3鑄件凝固缺陷的形成與控制
1.3.1凝固與收縮
1.3.2鑄造應(yīng)力
1.3.3變形
1.3.4裂紋
1.3.5偏析
1.3.6氣孔
1.3.7夾雜物
1.4砂型鑄造原理
1.4.1砂型和砂芯的分類
1.4.2粘土砂型(芯)用原材料
1.4.3粘土砂型(芯)的類別
1.4.4粘土砂型(芯)的制造方法
1.5特種鑄造原理
1.5.1金屬型鑄造
1.5.2熔模鑄造
1.5.3消失模鑄造
1.5.4壓力鑄造
1.5.5低壓鑄造
1.5.6離心鑄造
思考題
第二章 塑性成形原理
2.1塑性成形概述
2.1.1塑性成形方法的分類
2.1.2塑性成形方法的特點
2.1.3塑性成形的主要理論
2.1.4塑性成形的基本規(guī)律
2.2金屬的塑性
2.2.1塑性指標及其測量方法
2.2.2塑性圖
2.2.3影響金屬塑性的因素
2.2.4提高金屬塑性的途徑
2.2.5金屬的塑性變形機理
2.2.6塑性變形對材料組織的影響
2.3金屬的超塑性
2.3.1超塑性的分類
2.3.2細晶超塑性的力學特征
2.3.3細晶超塑性的組織特征
2.3.4細晶超塑性的變形機制
2.3.5影響超塑性的基本因素
2.3.6常見超塑性金屬
2.4鍛造成形原理
2.4.1自由鍛
2.4.2胎模鍛
2.4.3模鍛
2.5板料成形原理
2.5.1板料的分離
2.5.2板料的成形
2.5.3沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性
思考題
第三章 焊接成形原理
3.1焊接成形概述
3.1.1材料焊接的內(nèi)涵
3.1.2焊接方法的分類及發(fā)展歷程
3.1.3焊接科學的研究領(lǐng)域和發(fā)展趨勢
3.2熔化焊原理
3.2.1熔化焊焊接熱過程
3.2.2焊接接頭的組織與性能
3.2.3典型熔化焊工藝原理
3.3固相焊原理
3.3.1電阻焊原理
3.3.2擴散焊原理
3.3.3摩擦焊
3.4釬焊原理
3.4.1釬料及其選用
3.4.2釬劑及其選用
3.4.3典型釬焊工藝原理
3.4.4釬焊的特點
3.5常用金屬材料焊接
3.5.1金屬材料的焊接性
3.5.2結(jié)構(gòu)鋼的焊接
3.5.3不銹鋼的焊接
3.5.4鑄鐵的焊接
3.5.5鋁及鋁合金的焊接
3.5.6銅及其合金的焊接
3.6焊接缺陷及其控制
3.6.1主要焊接缺陷
3.6.2焊接缺陷的防止措施
思考題
第四章 粉末材料成形原理
4.1粉末的性能
4.1.1粉末體及粉末顆粒
4.1.2粉末的化學性能
4.1.3粉末的物理性能
4.1.4粉末的工藝性能
4.2粉末的制備
4.2.1機械粉碎法
4.2.2霧化法
4.2.3還原法
4.2.4氣相沉積法
4.2.5液相沉淀法
4.2.6電解法
4.3粉末的成形
4.3.1粉末壓制成形前準備
4.3.2粉末壓制成形過程
4.3.3壓制過程中力的分析
4.3.4粉末壓坯密度的分布
4.3.5影響壓制成形過程的因素
4.4粉末的燒結(jié)
4.4.1固相燒結(jié)
4.4.2液相燒結(jié)
4.4.3特種燒結(jié)技術(shù)
思考題
第五章 高分子材料成形原理
5.1 緒論
5.1.1 高分子材料基本概念
5.1.2 高分子材料分類
5.1.3 高分子材料成形概述
5.2 高分子材料的加工性能
5.2.1 高分子材料的熔融性能
5.2.2 高分子材料的成形性能
5.2.3 高分子材料的流變性質(zhì)
5.2.4 高分子材料加工過程中的物理和化學變化
5.3 塑料成形原理
5.3.1 成形物料的配制
5.3.2 擠出成形原理
5.3.3 注射成形原理
5.3.4 壓延成形原理
5.3.5 中空吹塑原理
5.4 橡膠成形原理
5.4.1 概述
5.4.2 生膠和橡膠助劑
5.4.3 生膠塑煉
5.4.4 膠料混煉
5.4.5 橡膠的成形
5.4.6 橡膠的硫化
5.5 纖維成形原理
5.5.1 概述
5.5.2 紡絲成形原理
5.5.3 熔體紡絲
5.5.4 溶液紡絲
思考題
第六章 復合材料成形原理
6.1 復合材料概述
6.1.1 復合材料
6.1.2 增強材料
6.1.3 基體材料
6.1.4 復合材料的特性與應(yīng)用
6.2 復合材料成形的內(nèi)涵與要求
6.2.1 復合成形的內(nèi)涵
6.2.2 復合成型的要求
6.2.3 復合成型的基本原理
6.3 接觸成形
6.3.1接觸成型概述
6.3.2潤濕接觸角判據(jù)
6.3.3 潤濕Wenzel方程
6.3.4 潤濕Zisman準則
6.3.5潤濕的影響因素
6.4 液相成形
6.4.1 液相成型概述
6.4.2 樹脂滲流規(guī)律
6.4.3 樹脂的流變性能
6.4.4 預(yù)成形體滲透特性
6.5 連續(xù)成形
6.5.1 纏繞成型
6.5.2拉擠成型
6.5.3自動鋪放制造技術(shù)
6.6 模壓成形
6.6.1模壓成型工藝分類
6.6.2模壓成型技術(shù)特點
6.6.3樹脂固化反應(yīng)機理
6.6.4樹脂固化動力學
6.7 其他成形
思考題
參考文獻