工程材料及其成形技术基础 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:高等教育

作者:孙康宁//李爱菊

出品人:

页数:401

译者:

出版时间:2009-12

价格:30.20元

装帧:

isbn号码:9787040280708

丛书系列:

图书标签:

工程材料
材料科学
成形技术
机械工程
制造工程
金属材料
非金属材料
材料基础
工程技术
工业工程

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具体描述

《工程材料及其成形技术基础》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。《工程材料及其成形技术基础》在内容上力求将原金属材料及其成形技术的教学内涵向工程材料及其成形技术的教学内涵转变。在结构上力求将材料学基础与材料成形技术基础融为一体，并充分体现新的“工程材料与机械制造基础”课程教学改革思想。横向上不仅涵盖了常规材料成形技术基础，还充分体现了与现代制造技术、材料科学、现代信息技术等学科的密切交叉和融合；纵向上不仅涉及现有工程材料成形，还体现了工程材料和成形技术的历史传承和未来发展趋势。全书分为绪论及一、二两篇，绪论主要对工程材料与成形技术进行了简述，重点介绍了工程材料、制造技术和材料成形技术的历史、现状和发展趋势。第一篇为工程材料，由四章组成，包括材料的力学性能与组织结构、工程材料的改性与表面工程、金属材料及其应用、非金属材料与复合材料。第二篇为工程材料成形技术基础，由七章组成，包括材料的液态成形工艺、材料的塑性成形工艺、材料的连接成形技术、高分子材料成形工艺、粉末冶金与陶瓷材料的成形工艺、复合材料的成形工艺、材料成形新技术。为方便学生学习，各章后均附有学习指南与复习思考题。《工程材料及其成形技术基础》的特点是加强了工程材料与材料成形技术之间的有机联系，增加了大量新的知识，视野更开阔，模块化的特点更明显，方便相关专业科研技术人员、教师、学生对教学内容进行选择性的阅读。《工程材料及其成形技术基础》可以作为高等学校不同专业、不同学时的工程类、管理类的教材，也可以作为从事材料科学与工程、机械工程、工业管理、化工机械等相关专业技术人员的参考书。

机械设计与制造中的关键技术：现代工程材料的深入解析与先进成形工艺的实践指南本书聚焦于现代制造业赖以发展的两大核心支柱：高性能工程材料的选择与应用，以及高效、精密、节能的先进成形制造技术。旨在为从事机械设计、材料科学、制造工程及相关领域的工程师、技术人员、高校师生提供一套全面、深入且具有高度实践指导意义的专业参考资料。第一部分：工程材料的宏观与微观世界本部分将系统阐述构成现代工业产品的各类基础和前沿材料的内在机理、性能特点及其在不同工况下的行为模式。我们将摒弃对基础物理化学知识的简单重复，而是直接切入工程应用的关键点。第一章：结构材料的选型哲学与失效分析本章深入探讨了在静态、动态及复杂交变载荷下，金属材料（包括钢铁、铝合金、钛合金和高温合金）如何实现其力学性能的优化。重点解析了晶体结构、位错运动与材料宏观强度的内在联系。内容包括：强度、韧性与断裂韧性的协同设计：如何通过热处理工艺（如淬火、回火、固溶处理）精确调控材料的微观组织，以平衡高强度与良好的抗冲击性能。详细分析了韧性-脆性转变温度（DBTT）对低温应用材料选择的重要性。疲劳与蠕变机理：剖析了疲劳裂纹的萌生、扩展与最终断裂的微观过程，特别是表面状态（如残余应力、表面改性层）对疲劳寿命的决定性影响。针对高温承载部件，深入讲解了蠕变机理，包括扩散蠕变、位错蠕变，以及如何通过晶界工程和氧化物弥散强化来提高材料的抗蠕变性能。工程失效案例研究：通过对典型结构失效案例的剖析，反向推导材料选择、设计应力裕度或制造缺陷所导致的后果，强调预防性材料测试和无损检测技术在保障结构安全中的核心地位。第二章：功能性与复合材料的突破现代工程对单一材料的性能要求已无法满足，本章着重介绍用于实现特定功能的先进材料体系。先进高分子材料与工程塑料：不仅限于介绍通用塑料，更深入探讨了高性能工程塑料（如聚醚醚酮PEEK、聚酰亚胺PI）在替代金属材料中的潜力，包括其优异的耐化学性、耐磨性和绝缘性，以及如何通过填料（如碳纤维、玻璃纤维）提高其刚度和热稳定性。陶瓷基与金属基复合材料（CMCs & MMCs）：重点阐述纤维增强技术（如单晶纤维、碳纳米管）如何显著提高基体的承载能力、耐热性和抗氧化性。解析了复合材料的界面结合理论及其对整体性能的决定性作用，并讨论了其在航空发动机和极端环境下的应用挑战。智能与响应材料的初探：简要介绍形状记忆合金（SMA）和压电陶瓷在结构健康监测与主动控制领域的应用前景。第二部分：从材料到零件的转换：先进成形技术本部分将视角转向制造工艺，重点阐述如何通过精确控制的成形技术，将所选材料转化为具有最终几何形状和性能要求的工程部件。内容侧重于先进的、对材料性能有显著影响的成形方法。第三章：塑性成形工艺的数字化与精密化塑性成形是金属零件制造的基础，但现代制造要求更高的精度和更复杂的形状实现。先进锻造技术：深入分析等温锻造和温挤压技术如何实现在高温下对镍基高温合金等难变形材料进行低应力、高精度塑性成形，有效控制晶粒尺寸与纤维流线，最大化材料的力学性能。精密冲压与辊压成形：探讨如何通过多工位级进模和复杂曲面辊压工艺，实现薄壁、高强度钢板件的大批量、高效率制造。着重讨论冲裁、拉深过程中的应变分布与裂纹控制。材料本构模型的应用：强调在模拟如深拉伸、轧制等大变形过程时，精确的材料本构模型（如Johnson-Cook, Voce模型）在有限元分析（FEA）中的重要性，以及如何通过实验标定来提高模拟的准确性。第四章：增材制造（AM）的材料科学挑战增材制造，特别是金属3D打印技术，正在颠覆传统制造范式。本章聚焦于该技术在材料层面的特殊性。选区激光熔化（SLM）/电子束熔化（EBM）的熔池动力学：详细分析高能束加热与快速冷却过程中，材料的液相行为、凝固速率、元素偏析以及孔隙的形成机制。这是理解增材制造零件残余应力和微观组织的关键。增材制造的微观结构与各向异性：讨论由于快速定向凝固导致的独特的柱状晶结构，以及这种结构如何造成零件沿构建方向与水平方向上的力学性能差异（各向异性）。后处理工艺的优化：强调热等静压（HIP）和应力消除退火等后处理工艺对于消除增材制造件内部的残余应力、关闭微孔隙、并优化最终机械性能的必要性。第五章：特种材料与近净成形技术本章关注对材料去除量要求极低或需要特殊环境的成形技术。粉末冶金（PM）与热等静压（HIP）：阐述粉末的制备（雾化法）、压实密度控制以及烧结过程中的致密化机理。HIP技术如何作为终极致密化手段，消除传统烧结过程中难以去除的内部气孔，从而使材料性能接近于锻件水平。定向凝固与单晶生长技术：针对航空发动机叶片等极端耐热部件，系统介绍如何利用热场的精确控制，实现材料的定向凝固，消除晶界对高温性能的负面影响，确保极高的抗蠕变寿命。激光与电子束加工技术在精加工中的应用：简要涉及这些高能束技术如何作为一种“软成形”手段，用于对已成形零件进行微观结构的优化或复杂孔系的制造，减少对基体材料的机械损伤。全书结构严谨，内容紧密围绕“选择合适的材料”与“用先进工艺稳定可靠地制造出该材料的零件”这一主线展开，是理解和应用现代制造技术不可或缺的专业工具书。

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目录信息

绪论 0.1 工程材料的发展 0.1.1 金属材料的发展 0.1.2 无机非金属材料(陶瓷)的发展 0.1.3 高分子材料的发展 0.1.4 复合材料的发展 0.1.5 其他先进材料 0.1.6 工程材料的发展 0.2 制造(工艺)技术的发展历史、现状与发展趋势 0.2.1 制造技术的发展历史 0.2.2 制造技术的现状 0.2.3 制造业及先进制造技术的发展趋势 0.3 材料成形技术的历史、现状与发展趋势 0.3.1 材料成形技术发展历史 0.3.2 材料成形技术的现状与发展趋势 0.4 本课程的性质、学习要求和任务本章学习指南复习思考题第一篇工程材料第1章材料的力学性能与组织结构 1.1 工程材料的力学性能 1.1.1 强度与塑性 1.1.2 硬度 1.1.3 韧性 1.1.4 疲劳强度 1.1.5 材料的高温性能 1.1.6 粘弹性和粘流性 1.2 工程材料的组织结构 1.2.1 金属材料的组织结构 1.2.2 陶瓷材料的组织结构 1.2.3 高分子材料的组织结构本章学习指南复习思考题第2章工程材料的改性与表面工程 2.1 提高金属材料性能的主要途径 2.1.1 金属材料的晶粒细化及其合金化 2.1.2 金属材料的热处理 2.1.3 金属材料的塑性变形 2.2 陶瓷材料的强韧化措施 2.2.1 无机非金属材料热处理 2.2.2 提高无机非金属材料性能的其他途径 2.3 提高高分子材料性能的主要途径 2.3.1 高分子材料的改性 2.3.2 高分子材料的拉拔强化 2.4 工程材料的表面工程 2.4.1 热喷涂 2.4.2 电镀与化学镀 2.4.3 电刷镀 2.4.4 热浸镀 2.4.5 涂装 2.4.6 气相沉积技术 2.4.7 高能束技术简介 2.5 纳米材料 2.5.1 纳米材料的基本概念 2.5.2 纳米材料的性质 2.5.3 纳米固体材料 2.5.4 纳米固体材料的应用 2.5.5 纳米材料制备方法简介. 本章学习指南复习思考题第3章金属材料及其应用 3.1 碳素钢 3.1.1 碳钢的成分和分类 3.1.2 碳钢的牌号及用途 3.2 合金钢 3.2.1 合金钢的分类 3.2.2 合金钢的编号 3.2.3 合金结构钢 3.2.4 合金工具钢 3.2.5 特殊性能钢 3.3 铸铁 3.3.1 灰铸铁 3.3.2 球墨铸铁 3.3.3 可锻铸铁 3.3.4 蠕墨铸铁 3.3.5 合金铸铁 3.4 非铁金属(有色金属)及其合金 3.4.1 铝及铝合金 3.4.2 铜及铜合金 3.4.3 钛及钛合金 3.4.4 轴承合金 3.5 金属材料的选用 3.5.1 选材的基本原则 3.5.2 几种材料的合理使用 3.5.3 典型零件和常用工具的选材实例本章学习指南复习思考题第4章非金属材料与复合材料 4.1 陶瓷材料及其应用 4.1.1 陶瓷材料的性能特征 4.1.2 工业陶瓷及其应用 4.2 高分子材料及其应用 4.2.1 高分子材料的分类及其命名 4.2.2 塑料 4.2.3 橡胶 4.2.4 有机纤维 4.2.5 胶粘剂 4.3 复合材料及其应用 4.3.1 复合材料的分类 4.3.2 复合材料的性能特征 4.3.3 复合材料的增强原理和复合原则 4.3.4 典型的复合材料本章学习指南复习思考题第二篇工程材料成形技术基础第5章材料的液态成形工艺 5.1 金属铸造工艺简介 5.2 铸造工艺基础知识 5.2.1 液态金属的充型能力 5.2.2 合金的凝固特性 5.2.3 合金的收缩性 5.2.4 合金的吸气性及气孔 5.2.5 常用铸造合金的铸造性能特点 5.2.6 新型材料——金属间化合物及其铸造性能特点 5.3 砂型铸造 5.3.1 造型方法的选择 5.3.2 砂型铸造常见缺陷 5.4 特种铸造 5.4.1 金属型铸造 5.4.2 熔模铸造 5.4.3 压力铸造 5.4.4 低压铸造 5.4.5 离心铸造 5.4.6 消失模铸造 5.4.7 铸造方法的选择 5.5 铸件结构工艺性 5.5.1 铸件结构应利于避免或减少铸件缺陷 5.5.2 铸件结构应利于简化铸造工艺 5.5.3 铸件结构要便于后续加工 5.6 计算机在铸造生产中的应用简介 5.6.1 系统组成 5.6.2 测试系统的工作过程 5.6.3 控制系统本章学习指南复习思考题第6章材料的塑性成形工艺 6.1 塑性成形的基础知识 6.1.1 塑性成形基本定律 6.1.2 材料的塑性成形性 6.2 金属塑性成形方法 6.2.1 自由锻 6.2.2 模型锻造 6.2.3 挤压成形 6.2.4 板材冲压成形 6.3 锻压件结构工艺性 6.3.1 自由锻件的结构工艺性 6.3.2 模锻件的结构工艺性 6.3.3 挤压件的结构工艺性 6.3.4 冲压件的结构工艺性 6.4 先进塑性成形方法 6.4.1 精密模锻 6.4.2 摆动辗压 6.4.3 液态模锻 6.4.4 径向锻造 6.4.5 粉末锻造 6.4.6 高能成形 6.5 计算机在塑性成形中的应用简介本章学习指南复习思考题第7章材料的连接成形技术 7.1 连接成形技术概述 7.1.1 连接技术及应用 7.1.2 焊接技术概况 7.2 熔化焊连接的基本知识 7.2.1 焊接热过程及焊接热源 7.2.2 电弧焊基本知识 7.3 常用熔化焊连接方法 7.3.1 焊条电弧焊 7.3.2 埋弧自动焊 7.3.3 气体保护电弧焊 7.3.4 电渣焊 7.3.5 电子束焊接 7.3.6 激光焊接 7.3.7 等离子弧焊 7.4 压焊连接方法 7.4.1 电阻焊 7.4.2 摩擦焊 7.4.3 超声波焊接 7.4.4 扩散焊 7.5 钎焊连接方法 7.5.1 硬钎焊 7.5.2 软钎焊 7.6 常用材料的焊接 7.6.1 金属材料的焊接 7.6.2 塑料的焊接 7.6.3 异种材料的焊接 7.7 焊接结构工艺设计 7.7.1 焊接结构材料的选择 7.7.2 焊接方法的选择 7.7.3 焊缝的布置 7.7.4 焊接接头及其设计 7.8 材料的铆接连接 7.9 材料的胶接连接 7.9.1 概述 7.9.2 胶接工艺本章学习指南复习思考题第8章高分子材料成形工艺 8.1 高分子材料成形原理 8.1.1 高聚物的物理状态 8.1.2 高聚合物的成形性能 8.2 塑料成形工艺 8.2.1 塑料成形方法 8.2.2 塑料加工 8.2.3 典型模具结构 8.2.4 塑料件的结构工艺性 8.2.5 常用塑料零件的选材 8.3 橡胶成形工艺 8.3.1 橡胶加工的工艺过程 8.3.2 橡胶成形方法 8.4 薄膜成形技术简介 8.4.1 薄膜的成形工艺 8.4.2 拉幅薄膜的成形 8.5 葛分子材料快速成形方法 8.6 计算机技术在高分子材料成形中的应用简介 8.6.1 注射成型CAD/CAM/CAE技术简介 8.6.2 常用塑料成形模拟软件简介本章学习指南复习思考题第9章粉末冶金与陶瓷材料的成形工艺 9.1 粉体成形原理 9.1.1 粉料的基本物理性能 9.1.2 压制成形原理 9.1.3 可塑成形原理 9.1.4 浆料成形原理 9.2 粉体制备技术 9.2.1 粉碎与机械合金化方法 9.2.2 合成法 9.3 粉末冶金的成形工艺 9.3.1 压制成形 9.3.2 粉浆浇注成形 9.3.3 楔形压制 9.4 陶瓷材料的成形工艺 9.4.1 浆料成形 9.4.2 可塑成形 9.4.3 压制成形 9.5 烧结工艺与方法 9.5.1 烧结工艺 9.5.2 烧结方法本章学习指南复习思考题第10章复合材料的成形工艺 10.1 复合材料简述 10.1.1 复合材料的特点 10.1.2 复合材料的原料 10.1.3 复合材料的失效 10.1.4 复合材料的成形工艺特点与要求 10.2 金属基复合材料成形工艺 10.2.1 固态法 10.2.2 液态法 10.2.3 其他方法 10.3 树脂基复合材料成形工艺 10.3.1 手糊成形工艺 10.3.2 喷射成形工艺 10.3.3 袋压成形工艺 10.3.4 层压成形工艺 10.3.5 模压成形工艺 10.3.6 拉挤成形工艺 10.3.7 缠绕成形工艺 10.4 陶瓷基复合材料成形工艺 10.4.1 热压成形 10.4.2 注射成形 10.4.3 化学气相渗透工艺 10.4.4 直接氧化法 10.4.5 溶胶-凝胶法本章学习指南复习思考题第11章材料成形新技术 11.1 快速成形工艺 11.1.1 快速成形原理 11.1.2 快速成形技术的发展现状 11.1.3 快速成形技术的工艺特点 11.1.4 典型快速成形工艺简介 11.1.5 快速成形技术的应用 11.2 材料液态成形新技术 11.2.1 液固复合成形新技术 11.2.2 金属快速凝固成形技术 11.2.3 材料液态成形计算机模拟新技术 11.3 材料塑性成形新工艺 11.3.1 金属复合成形技术 11.3.2 多向锻造技术 11.3.3 热冲压成形技术 11.3.4 超塑性成形 11.3.5 材料塑性成形计算机模拟技术 11.4 材料连接成形新工艺 11.4.1 机器人激光焊 11.4.2 混合激光MIG/MAG焊接技术 11.4.3 串联MIG/MAG焊接技术 11.4.4 磁脉冲焊接技术 11.4.5 摩擦搅拌焊接 11.4.6 异种材料连接技术简介 11.4.7 塑料焊接新技术简介 11.4.8 材料连接计算机模拟技术 11.5 粉末成形与陶瓷材料成形新工艺 11.5.1 金属粉末成形新技术 11.5.2 陶瓷成形新技术本章学习指南复习思考题参考文献
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读后感

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用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度远超我的预期，它不仅仅是一本教材，更像是一部材料世界的百科全书。我尤其关注其中关于高分子材料部分的论述，作者对聚合物的微观结构——从链段运动到宏观粘弹性的转化过程——进行了百科全书式的梳理。他们没有停留在常见的热塑性或热固性塑料的简单分类上，而是深入探讨了共轭聚合物的光电特性，以及复合材料中界面行为对整体性能的决定性影响。对我来说，最震撼的是关于先进制造技术与材料相互作用的章节，书中详细分析了增材制造过程中材料的快速凝固速率如何影响最终的晶粒尺寸和残余应力，这种将工艺变量与材料科学紧密结合的视角，极具启发性。阅读过程中，我感觉自己仿佛置身于一个尖端的材料实验室，面对着无数的可能性和挑战，而这本书提供的则是解决这些挑战的底层逻辑和工具箱。它的知识密度极高，每一页都值得反复咀嚼，需要投入大量时间进行消化和思考，绝非可以走马观花一读而过的读物。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大感受是一种跨学科思维的激发。它并非将材料科学孤立地看待，而是将其无缝地嵌入到制造工艺的整个流程中。从原材料的冶炼过程对杂质含量的控制，到最终成品的表面处理技术，书中都有着深刻的洞察和详尽的论述。我特别欣赏它对于“过程-结构-性能”三者之间动态耦合关系的探讨。作者反复强调，离开了特定的加工历史，谈论材料性能是没有意义的。这种辩证的、全生命周期的视角，让人在看待任何一种工程材料时，都会自动启动多维度的分析模式，不再局限于静态的性能参数表。它成功地打破了传统学科壁垒，将热力学、流变学、乃至断裂力学熔于一炉，构建了一个更加全面和立体的材料认知框架。阅读完毕后，我感觉自己的工程思维被极大地拓宽了，对如何“制造”出具有特定功能的材料，有了更为宏大和精细的构想。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量简直是教科书级别的典范。在我翻阅的众多技术文献中，很少有能将复杂的工程数据以如此清晰直观的方式呈现出来的。特别是涉及到张量分析和本构关系的部分，作者巧妙地运用了多维度的图示来解释应力状态和应变场，使得原本抽象的数学模型变得触手可及。插图不仅数量多，而且质量极高，每一个示意图都服务于深化理解，没有一处是多余的装饰。例如，在描述疲劳裂纹的萌生与扩展机制时，书中提供的扫描电镜照片与理论模型的结合，简直是教科书级的范例。这种对细节的极致追求，极大地提升了阅读体验，它不仅在“教”你知识，更在“示范”如何科学地表达和呈现工程信息。对于正在进行毕业设计或研究课题的读者来说，这本书在信息组织和可视化方面的处理，本身就是一份宝贵的学习资料。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格充满了老派工科书籍特有的务实和力量感，字里行间透露着一种经过数十年工程实践沉淀下来的智慧。它在介绍传统金属材料的加工硬化、再结晶行为时，那种对经典金相学的尊重和细致描摹，让人肃然起敬。作者没有使用过于花哨的语言，而是用精确、简洁的术语构建起一个严密的知识体系。我特别赞赏其中关于“材料选择与失效分析”这一模块的构建方式。它不是空泛地罗列失效模式，而是通过一系列经典的工程案例，反向推导出材料设计中的关键考量点。例如，如何通过调整合金元素和热处理工艺来有效抑制应力腐蚀开裂的敏感性，书中给出的分析路径极具条理性和可操作性。读起来，我感觉自己不是在听课，而是在跟随一位经验丰富的工程师进行项目复盘，从失败中汲取教训，从而更好地指导未来的设计工作。这种高度聚焦于工程实践的视角，让这本书的价值超越了纯粹的学术探讨。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实抓人眼球，那种沉稳又不失现代感的色调，让人一眼就能感觉到内容的专业性。我带着对材料科学的好奇心翻开了它，首先映入眼帘的是对基础物理和化学原理的深入浅出的阐述，它没有直接跳入复杂的金属学范畴，而是巧妙地从原子尺度的相互作用讲起，构建了一个坚实的理论基石。作者在介绍晶体结构和缺陷理论时，运用了大量直观的图示和类比，即便是初学者也能迅速把握住核心概念。尤其是关于相变动力学的章节，那些关于形核和长大过程的描述，简直就像在观看一场微观世界的史诗剧，详尽地展现了材料性能是如何在热力学和动力学的双重驱动下被塑造出来的。我特别欣赏作者在处理经典理论时所展现的严谨态度，每一个公式的推导都清晰可循，绝非简单的堆砌，而是逻辑链条环环相扣，让人在跟随思考的过程中，体验到那种拨云见雾的成就感。这本书的叙事节奏把握得非常好，既有理论的深度，又不乏对实际工程应用的适度引导，为后续深入学习铺设了一条平坦而坚实的大道。

评分☆☆☆☆☆