緒論001
一、材料成形基本原理及其理論指導意義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與內容004
第一章液態(tài)金屬的結構與性質005
第一節(jié)引言005
第二節(jié)液態(tài)金屬的結構006
一、液體與固體、氣體結構比較及衍射特征006
二、由物質熔化過程認識液態(tài)金屬結構007
三、液態(tài)金屬結構的理論模型008
四、實際金屬結構的理論模型009
第三節(jié)液態(tài)合金的性質010
一、液態(tài)合金的黏度010
二、液態(tài)合金的表面張力013
課程思政內容的思考020
思考與練習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)金屬停止流動機理與充型能力023
三、影響充型能力的因素024
第二節(jié)傳熱基本原理025
一、溫度場與傳熱學的基本理論025
二、凝固傳熱的基本方程026
三、凝固溫度場的求解方法027
第三節(jié)鑄造過程溫度場028
一、半無限大平板鑄件凝固過程的一維不穩(wěn)定溫度場029
二、鑄件凝固時間計算031
三、界面熱阻與實際凝固溫度場033
四、鑄件凝固方式及其影響因素034
課程思政內容的思考035
思考與練習035

第三章液態(tài)金屬的結晶形核與生長036
第一節(jié)凝固熱力學036
一、液-固相變驅動力036
二、曲率、壓力對物質熔點的影響037
第二節(jié)均質形核038
一、形核功及臨界半徑038
二、形核率039
第三節(jié)非均質形核040
一、非均質形核形核功040
二、非均質形核的形核條件042
第四節(jié)晶體生長043
一、固-液界面結構及其影響因素043
二、晶體生長方式045
三、晶體生長速度046
四、晶體生長中位錯的形成047
課程思政內容的思考047
思考與練習047

第四章單相及多相合金的結晶048
第一節(jié)溶質平衡分配系數048
第二節(jié)凝固過程中溶質再分配050
一、平衡凝固條件下的溶質再分配050
二、固相無擴散而液相充分混合均勻的溶質再分配051
三、固相中無擴散而液相中只有有限擴散的溶質再分配052
四、液相中部分混合（有對流作用）的溶質再分配055
第三節(jié)合金凝固界面前沿的成分過冷058
第四節(jié)成分過冷對合金單相固溶體結晶形態(tài)的影響060
一、熱過冷及其對純金屬液固界面形態(tài)的影響060
二、成分過冷對合金固溶體晶體形貌的影響規(guī)律061
三、窄成分過冷作用下的胞狀組織的形成及其形貌061
四、較寬成分過冷作用下的枝晶生長063
五、等軸晶的形成與內生生長064
六、枝晶間距065
第五節(jié)共晶合金的凝固066
課程思政內容的思考067
思考與練習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)內部等軸晶的形成機理070
一、成分過冷理論070
二、激冷等軸晶型壁脫落與游離理論071
三、枝晶熔斷及結晶雨理論072
第四節(jié)鑄件宏觀結晶組織的控制072
一、合理地控制澆注工藝和冷卻條件073
二、孕育處理074
三、動力學細化076
課程思政內容的思考077
思考與練習077

第六章鑄件缺陷的形成機理及控制078
第一節(jié)氣孔與夾雜的形成機理及控制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、縮孔與縮松的分類及特征092
三、縮孔與縮松的形成機理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
課程思政內容的思考106
思考與練習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變特點107
一、焊接過程的特殊性107
二、焊接熱過程的組織轉變107
三、焊接冷卻過程的組織轉變109
第二節(jié)焊接熔池凝固及控制110
一、熔池凝固條件110
二、熔池結晶特征110
三、熔池結晶組織的細化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
課程思政內容的思考120
思考與練習120

第八章焊接過程中的冶金及反應原理、焊接缺陷控制121
第一節(jié)焊接金屬與氣體的反應121
一、氣體的來源121
二、氣體在金屬中的溶解123
三、氣體對金屬的氧化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131
二、熔渣的來源與構成132
三、熔渣的堿度132
四、渣相的物理性質133
五、活性熔渣對金屬的氧化135
第三節(jié)控制焊接應力的措施136
第四節(jié)熱裂紋137
一、熱裂紋的分類及特征137
二、熱裂紋的形成機理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、冷裂紋的分類及特征143
二、影響冷裂紋產生的因素144
三、延遲裂紋的形成機理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、合金元素的過渡系數及其影響因素150
四、焊縫金屬化學成分的計算與控制152
課程思政內容的思考154
思考與練習154

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

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

第十一章本構方程193
第一節(jié)塑性變形時應力應變關系的特點193
一、應力-應變關系的特點及描述193
二、等效應力-等效應變曲線193
三、等效應力-等效應變曲線的簡化模型194
四、彈性應力應變關系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
課程思政內容的思考199
思考與練習199

參考文獻201