本书根据“卓越工程师教育培养计划”的教学要求和专业特点，既详述了材料成形工艺的原理和方法，又介绍了工程生产及应用实例与发展前景，体现了材料成形理论与实际应用的相结合。全书共9章，主要内容包括材料成形工艺概述、铸造工艺、锻造工艺、冲压工艺、拉拔工艺、挤压工艺、轧制工艺、熔化焊接工艺、特种成形工艺；侧重于不同金属材料的成形原理及方法、工艺参数设计、质量控制技术及相关的生产及科研案例的内容介绍。
材料成形工艺已成为一个由物理冶金、化学冶金、机械加工和自动控制等环节组成的复杂系统工程，要全面、系统地介绍材料成形工艺学所涉及的基础理论、应用技术基础和工程控制技术，其难度可想而知。因此，本教材以培养和提升学生的知识应用能力为主旨，以“必需、够用”为度，着眼于理论知识的实际应用，突出学生解决与分析能力综合素质的培养。本教材是作者将十几年的材料成形工艺理论的实际应用和课题研究经验总结而成的，系统、全面地介绍了材料成形工艺的原理、工艺过程及发展。教材的特点如下：（1）本书编者结合自己多年的教学和实践经验，将材料成形工艺理论与技术、典型材料成形工艺设计及质量控制内容有机地融合，是与实际材料成形工艺的无缝对接。（2）本书讲解详细、条理清晰、图文并茂、通俗易懂，并突出材料成形工艺实例的介绍，大力培养了学生创造性思维能力和独立分析与解决实际问题的能力；本书在各章末均附带各种难度层次的习题，让学生有实例可练，帮助学生融会贯通，更加高效地学习和掌握理论实际应用技巧。（3）全书所选材料成形工艺设计实例均来自生产实际和课题研究成果，是得到应用的成功案例，与生产实际息息相关，注重代表性和可学习性，从生产实际要求出发，具有很强的实用性；并以相关理论知识为纽带，紧密联系生产实际，突出了理论性和科学性。
“工科试验班—卓越工程师教育培养计划”的本科教学要求是：“厚学科基础、宽专业领域、重创新实践、强工程训练、懂经营管理”，有别于普通本科的要求。其中材料科学与工程专业本科学生的培养，更强调专业知识的实践性、应用性和技术性，对于实际的工程技术和应用能力的要求更加迫切。与此相应，就需要编写符合“工科试验班-卓越工程师教育培养计划”材料科学与工程专业课程设置，突出创新型人才的培养特色，具有灵活性、实践性和前瞻性的特色教材。本教材对应的课程为《材料成形工艺》，是“工科试验班-卓越工程师教育培养计划”的材料科学与工程专业的核心课程之一，目的是让学生了解和熟悉各类金属材料的成形工艺理论及技术、工艺设计原理，掌握材料成形工艺的基本理论、组织性能控制方法及成形的新工艺、新技术，因此本课程在材料科学与工程专业本科教学中具有举足轻重的作用。为了使学生能够拥有更加系统、科学的材料成形工艺方面的专业知识，立足于该专业本科创新型人才培养目标，突出应用性和针对性，与通识课、学科平台课的理论教学相配套，培养学生分析和解决问题能力的工程实践能力，尤其针对现有专业教材中材料成形工艺设计与实际应用内容陈旧和偏少，与生产实践结合不足的现状，本教材结合了“工科试验班-卓越工程师教育培养计划”中材料科学与工程专业的培养特点，进行了材料成形工艺理论与实际应用紧密相结合的教材体系及内容的构建。众所周知，材料成形工艺已成为一个由物理冶金、化学冶金、机械加工和自动控制等环节组成的复杂系统工程，要全面、系统地介绍材料成形工艺学所涉及的基础理论、应用技术基础和工程控制技术，其难度可以想象。因此，本教材以培养和提升学生的知识应用能力为主旨，以“必需、够用”为度，着眼于理论知识的实际应用，突出学生解决与分析能力综合素质的培养。本教材是作者将十几年的材料成形工艺理论的实际应用和课题研究经验总结而成，系统、全面地介绍了材料成形工艺的原理、工艺过程及发展。教材的特点如下：（1）作者结合自己多年的教学和实践经验，将材料成形工艺理论与技术、典型材料的成形工艺及质量控制内容有机地融合，充分体现了材料成形工艺知识体系的理论及实际应用价值。（2）本教材讲解详细、条理清晰、图文并茂、通俗易懂，并突出典型材料成形工艺流程的实例介绍，大力培养了学生创造性思维能力和独立分析与解决实际问题的能力。（3）本教材所选的材料成形工艺设计实例均来自生产实际和课题研究成果，是得到应用的成功案例，与生产实际息息相关，注重代表性和可学习性，具有很强的实用性。本教材由北京科技大学宋仁伯教授主编。其中，宋仁伯编写了第5章和第7章，蒋波编写了第1章，张鸿编写了第2章和9.1节，张永军编写了第3章和第4章，石章智编写了第6章，陈树海编写了第8章，赵兴科编写了9.2节和9.6节，王永金编写了9.3节，张朝磊编写了9.4节和9.5节。全书由北京科技大学刘雅政教授、孙建林教授、赵志毅教授和辽宁科技大学李胜利教授审定。本教材的编写与出版得到了北京科技大学教材建设经费资助和冶金工业出版社的大力支持，在此一并深表谢意。由于作者水平所限，书中不妥之处，诚请广大读者批评指正。
1材料成型工艺概述1.1材料成型的方法及分类1.1.1金属凝固成型工艺1.1.2金属固态塑性成型工艺1.1.3金属焊接成型工艺1.2材料成型工艺选择的依据1.3材料成型工艺的发展思考题参考文献2铸造工艺2.1铸造工艺原理2.1.1液态金属的充型能力2.1.2凝固方式2.1.3铸造合金的收缩特点2.1.4金属凝固的形核与生长2.1.5单相合金结晶过程中的溶质再分配2.1.6铸件的凝固组织及性能控制2.2铸造工艺方法2.2.1砂型铸造2.2.2特种铸造2.2.3消失模铸造2.3铸造工艺设计2.3.1铸造工艺设计内容2.3.2铸造工艺方案的制定2.3.3铸造工艺图的绘制2.3.4铸造工艺参数的确定2.3.5模具设计2.4铸造工艺的新进展2.4.1定向凝固2.4.2快速凝固2.4.33D打印2.4.4连续铸造2.4.5铸造工艺计算机辅助设计思考题参考文献3锻造工艺3.1锻造工艺原理3.1.1可锻性3.1.2锻造时金属的宏观变形规律3.1.3锻造变形对组织与性能的影响3.2锻前加热锻后冷却与热处理3.2.1锻前加热3.2.2锻后冷却3.2.3锻件热处理
3.3锻造工艺方法3.3.1自由锻3.3.2模锻3.4自由锻工艺设计3.4.1自由锻件图3.4.2坯料质量和尺寸3.4.3变形工艺方案3.4.4锻造比3.4.5自由锻造设备吨位3.4.6自由锻工艺规程卡片3.5模锻工艺设计3.5.1模锻件图设计3.5.2模锻工序方案确定3.5.3锤上模锻坯料尺寸3.5.4模锻锤吨位3.5.5锤上模锻工步及其模膛3.5.6锤上制坯工步及其模膛3.5.7锤锻模结构3.6锻造工艺的新进展3.6.1精密模锻3.6.2等温锻造思考题参考文献4冲压工艺4.1冲压工艺原理4.1.1冲压成型的力学特点4.1.2冲压工艺对板料的基本要求4.1.3常用冲压材料及其力学性能4.2冲压工艺方法4.2.1冲裁工艺4.2.2弯曲工艺4.2.3拉深工艺4.2.4胀形与翻边工艺4.3.冲压工艺设计4.3.1冲压件的工艺性分析4.3.2确定冲压件的成型工艺方案4.3.3确定冲压模具的结构形式4.3.4选择冲压设备4.3.5冲压工艺文件的编写4.4冲压模具结构4.4.1单工序模4.4.2复合模4.4.3连续模4.5冲压模具主要零部件的结构
4.5.1工作零件4.5.2定位零件4.5.3出料与卸料零件4.5.4导向零件4.5.5支撑与固定零件4.5.6紧固及其他零件4.6冲压工艺的最新进展4.6.1内高压成型技术4.6.2热冲压成型技术思考题参考文献5拉拔工艺5.1拉拔工艺原理5.1.1拉拔过程的建立5.1.2金属的流动规律5.1.3金属的受力特点5.1.4拉拔件的组织及性能控制5.2拉拔工艺方法5.2.1实心材拉拔工艺5.2.2空心材拉拔工艺5.3拉拔工艺设计5.3.1拉拔工艺设计的内容5.3.2拉拔工艺方案的确定5.3.3拉拔工艺参数的确定5.3.4拉拔工具设计5.4拉拔工艺的新进展思考题参考文献6挤压工艺6.1挤压工艺原理6.1.1金属的流动规律6.1.2金属的受力特点6.1.3挤压件的组织及性能控制6.2挤压工艺方法6.2.1正挤压工艺6.2.2反挤压工艺6.2.3径向挤压工艺6.3挤压工艺设计6.3.1挤压工艺设计的内容6.3.2挤压工艺方案的确定6.3.3挤压工艺参数的确定6.3.4挤压工具设计6.4挤压工艺的新进展6.4.1Conform连续挤压6.4.2等温挤压6.4.3静液挤压思考题参考文献
7轧制工艺7.1轧制工艺原理7.1.1轧制过程的建立7.1.2金属的变形规律7.1.3金属的运动特点7.1.4金属的力学条件7.1.5连续轧制理论7.1.6轧件的组织及性能控制7.2轧制工艺方法7.2.1型材轧制工艺7.2.2板带材轧制工艺7.2.3管材轧制工艺7.3轧制工艺设计7.3.1轧制工艺设计的内容7.3.2轧制工艺流程的确定7.3.3轧制工艺参数的确定7.4轧制工艺的新进展7.4.1型材轧制工艺新进展7.4.2板带材轧制工艺新进展7.4.3管材轧制工艺新进展思考题参考文献8电弧熔化焊工艺8.1熔化焊接理论基础8.1.1焊接热过程8.1.2焊接冶金原理8.1.3焊接应力与变形原理8.2电弧熔化焊接方法8.2.1钨极氩弧焊8.2.2等离子弧焊8.2.3熔化极气体保护焊原理8.2.4埋弧自动焊8.2.5焊条电弧焊8.3焊接工艺设计8.3.1金属焊接性8.3.2焊接方法的选择8.3.3焊接材料的选择8.3.4焊接结构设计8.4熔化焊接工艺新进展8.4.1激光-电弧复合热源焊接技术8.4.2双丝及多丝电弧焊接技术8.4.3A-TIG焊接技术8.4.4CMT焊接技术思考题参考文献
9特种成型工艺9.1特殊凝固成型工艺9.1.1快速凝固成型工艺9.1.2定向凝固成型工艺9.1.3电磁约束铸造工艺9.2增材制造成型工艺9.2.1选区激光熔合增材成型工艺9.2.2激光沉积增材成型工艺9.3半固态成型9.3.1半固态坯料制备9.3.2半固态流变成型9.3.3半固态触变成型9.3.4半固态成型技术应用9.4超塑性成型工艺9.4.1超塑性挤压工艺9.4.2超塑性模锻工艺9.5特种轧制成型工艺9.5.1多辊轧制工艺9.5.2楔横轧制工艺9.5.3辊锻工艺9.5.4旋压工艺9.5.5铸轧工艺9.6先进连接成型工艺9.6.1激光连接工艺9.6.2电子束连接成型工艺9.6.3摩擦焊接工艺9.6.4扩散连接成型工艺思考题参考文献
书单推荐
