《现代工程材料成形与机械制造基础》分为上、下两册，本书是上册，由9章组成，包括工程材料与制造技术简论、工程材料的性能及应用基础、热处理与表面工程技术、材料的液态成形工艺、材料的塑性成形工艺、材料的连接技术、粉末冶金与陶瓷材料的成形工艺、高分子材料的成形工艺、复合材料的成形工艺，既适用于工科各专业学习现代制造技术的专业基础教材，也是培养复合型人才，为理、医、文、管理、艺术等不同学科之间提供快速工业知识渗透的特色基础教材。

**章工程材料与制造技术简论
人类为了自身的生存与发展，在各种生产活动中逐渐形成了不同的产业，这些产业包括大家熟悉的**产业——农业，第二产业——工业，第三产业——信息与服务业。由于工业在国民经济和社会发展中的重要地位，工业化进程一直被认为是现代化的标志。现代工业门类繁多，但概括起来可分为材料工业、能源工业、建筑业和制造工业等。其中材料工业与制造工业密切相关。材料工业是将自然资源制备成具有各种性能或功能、能满足各种要求的材料；制造工业则是将材料加工制造成各种产品，以满足人类生活、生产和社会的需求。因此就本课程而言，要想获得所需要的各种制造技术知识，除要了解制造技术的历史和现象、制造类企业的组织结构和产品生产过程外，还需要对工程材料的发展和制备技术有一个��本的了解。为此本章将**介绍工程材料和制造技术的历史、现状和发展以及制造类企业的组织结构和产品生产过程，希望读者能在进入现代工程材料成形与机械制造基础的学习之前，对工程材料和制造技术的背景有一个比较完整的了解，以利于本课程和后续相关知识的学习。
**节 工程材料的发展简述
材料是人类用以制作有用物件的物质，而新材料主要是指*近发展起来或正在发展之中的具有特殊功能和效用的材料。人类历史证明，材料是人类社会进步的物质基础和先导。
世界各国对材料的分类虽然不尽相同，但按照传统的分类方法可以分为金属材料、无机非金属材料(陶瓷)、有机高分子材料和复合材料四大类。这四类工程材料虽然都有漫长的发展历史，但其在不同历史阶段所具有的相对重要性却是不断变化的。在图l一1中对上述四类材料在不同历史年代的相对重要性进行了描述。
现代工程材料的种类更是千差万别，例如按照材料的使用功能，可以将材料分为结构材料、功能材料、生物材料、智能材料、生态环境材料、信息功能材料等。按照材料的维度，又可以将材料分为三维块体材料、二维薄膜材料、一维纤维材料和零维纳米颗粒材料等。按照组成材料的尺度，还可将材料分为毫米级材料、微米级材料、纳米级材料、分子和原子级材料等。材料种类不同，不仅用途不同，性能差异巨大，而且制备工艺与材料成形技术也各不相同，但是不管哪种材料，它们在自己的应用领域都起着十分重要的作用。本节将结合部分材料的发展现状加以介绍。

**章 工程材料与制造技术简论/1
**节 工程材料的发展简述/1
一、金属材料的发展简述/3
二、无机非金属材料(陶瓷)的发展简述/8
三、工程塑料的发展简述/11
四、复合材料的发展简述/13
五、其他先进材料简介/17
第二节 制造(工艺)技术发展史、现状与发展趋势/25
一、制造技术的发展史/25
二、制造技术的现状/26
三、制造业及先进制造技术的发展趋势/29
第三节 制造类企业的组织结构与运行模式/30
一、近代企业的组织结构与运行模式/30
二、现代企业的组织结构与运行模式/3l
第四节 产品制造的过程简介/36
一、产品与零部件设计/36
二、产品或零件的选材与制造/39
第五节 课程的性质、任务和学习要求/40
本章学习指南/41
复习思考题/4l

第二章 工程材料的性能及应用基础/42
**节 工程材料的力学性能/42
一、强度/42
二、塑性/47
三、冲击韧性/47
四、疲劳强度/48
五、硬度/49
六、断裂韧性/51
七、材料的高温性能/52
八、高弹性和粘流性/53
第二节材料学基础/53
一、金属学基础/54
二、陶瓷材料学简介/73
三、高分子材料学简介/78
第三节 工程材料的分类、编号及用途/79
一、金属材料/79
二、高分子材料/90
三、无机非金属材料/94
四、复合材料/96
本章学习指南/97
复习思考题/97

第三章 热处理与表面工程技术/99
**节 钢的热处理/99
一、钢在加热和冷却时的组织转变/99
二、钢的热处理工艺/102
三、其他热处理/107
第二节 金属问化合物材料的热处理/109
第三节 非金属材料的热处理/111
一、玻璃的热处理/112
=、陶瓷的热处理/114
第四节表面工程技术/116
一、表面工程技术分类/116
二、表面工程技术简介/117
本章学习指南/129
复习思考题/129

第四章 材料的液态成形工艺/130
**节 金属铸造工艺简介/130
第二节 铸造工艺基础知识/131
一、液态金属的充型能力/132
二、台金的凝固特性/134
三、合金的收缩性/136
四、合金的吸气性及气孔/139
五、常用铸造合金的铸造性能特点/140
六、新型材料——金属间化合物及其铸造性能特点/14l
第三节 砂型铸造/143
一、造型方法的选择/143
二、砂型铸造常见缺陷/146
第四节 特种铸造/147
一、金属型铸造/147
二、熔模铸造/148
三、压力铸造/149
四、低压铸造/150
五、离心铸造/l51
六、铸造方法的选择/152
第五节 铸件结构工艺性/153
一、铸件结构应利于避免或减少铸件缺陷/153
二、铸件结构应利于简化铸造工艺/155
三、铸件结构要便于后续加工/158
第六节 计算机在铸造生产中的应用简介/159
一、系统组成/160
二、测试系统的工作过程/161
三、控制系统/161
本章学习指南/162
复习思考题/162

第五章 材料的塑性成形工艺/163
**节塑性成形理论基础/164
一、塑性变形机理/164
二、加工硬化、回复和再结晶/165
三、冷变形、热变形、温变形/166
四、锻造比与锻造流线/166
五、塑性成形基本定律/168
六、材料的塑性成形性/169
第二节金属塑性成形方法/171
一、自由锻/171
二、模型锻造/180
三、板材冲压成形/187
第三节锻压件结构工艺性/202
一、自由锻件的结构工艺性/203
二、模锻件的结构工艺性/204
三、冲压件的结构工艺性/205
第四节先进塑性成形方法/210
一、精密模锻/210
二、摆动碾压/212
三、液态模锻/213
四、径向锻造/214
五、粉末锻造/215
六、超塑性成形/216
七、高能成形/217
本章学习指南/219
复习思考题/220

第六章 材料的连接技术/224
**节 焊接理论/224
一、焊接热过程及焊接热源/225
二、焊接化学冶金/228
三、焊接接头的金属组织和性能/231
四、焊接过程模拟/232
第二节 常用连接工艺/234
一、熔焊/234
二、压焊/239
三、钎焊/24l
四、焊接新工艺的发展/242
五、各种焊接方法的比较/243
六、铆接/245
七、胶接/246
第三节 各种材料的连接/249
一、金属材料的焊接/249
二、塑料的焊接/254
三、异种材料的连接/256
第四节 焊接结构及工艺性/257
一、焊接结构材料的选择/258
二、焊缝的布置/259
三、焊接接头及其设计/263
四、焊接应力与变形/266
第五节 焊接质量检测/27l
一、焊接缺陷/271
二、常用检验方法/272
本章学习指南/275
复习思考题/276

第七章 粉末冶金与陶瓷材料的成形工艺/279
**节 粉体成形原理/279
一、粉料的基本物理性能/279
一、压制成形原理/281
三、可塑泥团的成形原理/284
四、泥浆／粉浆的成形原理/286
第二节 粉体制备技术/289
一、粉碎与机械合金化方法/289
二、合成法/290
第三节 粉末冶金的成形工艺/297
一、压制成形/297
=、粉浆浇注成形/300
三、楔形压制/301
第四节 陶瓷材料的成形工艺/301
一、普通日用陶瓷的成形工艺/301
二、高技术陶瓷的成形工艺/305
第五节 烧结/310
一、烧结工艺/311
二、烧结方法/312
第六节 陶瓷与粉末快速成形工艺/312
一、快速成形原理/313
二、快速原型技术的发展现状/314
三、快速成形技术的加工特点/315
四、粉体的分层实体制造技术/315
五、选择性激光烧结工艺/315
六、三维打印法/316
本章学习指南/317
复习思考题/318

第八章 高分子材料的成形工艺/319
**节高分子材料成形原理/319
一、高分子材料的结构/319
二、高分子链内旋转构象及其柔顺性/320
三、高聚物的聚集态和物理状态/321
四、聚合物的成形性能/322
五、高聚物的类型/323
第二节 塑料成形工艺/324
一、塑料的组成/324
二、塑料的性能/325
三、甥料的分娄/328
四、塑料成形工艺/329
五、典型模具结构/332
六、塑料件的结构工艺性/339
七、常用零件的塑料选材/342
第三节 橡胶成形工艺/343
一、橡胶的组成/343
二、橡胶的成形性能/345
三、橡胶加工的工艺过程/．345
四、橡胶成形方法/348
五、常用橡胶材料/350
第四节 薄膜成形技术简介/352
一、薄膜的成形工艺/353
二、拉幅薄膜的成形/354
第五节 高分子材料快速成形方法/354
一、常用高分子快速成形技术/355
二、快速成形技术的应用/359
本章学习指南/360
复习思考题/36l

第九章 复合材料的成形工艺/363
**节 复合材料简介/363
一、复合材料基本概念/363
二、复合材料使用的原材料/365
三、复合材料的增强机制和复合原则/367
四、复合材料的失效/369
第二节 金属基复合材料成形工艺/370
一、固态法/370
二、液态法/372
三、其他方法/375
第三节 树脂基复合材料成形工艺/376
一、手糊成形工艺/376
二、喷射成形工艺/377
三、袋压成形工艺/377
四、层压成形工艺/378
五、模压成形工艺/379
六、缠绕成形工艺/380
七、拉挤成形工艺/381
第四节 陶瓷基复合材料成形工艺/382
一、模压成形/382
二、等静压成形/383
三、注浆成形/383
四、热压成形/384
五、注射成形/384
六、直接氧化法/384
七、化学气相渗透工艺/385
本章学习指南/386
复习思考题/386
参考文献/387
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全书分为上、下两册，本书是上册，由9章组成，包括工程材料与制造技术简论、工程材料的性能及应用基础、热处理与表面工程技术、材料的液态成形工艺、材料的塑性成形工艺、材料的连接技术、粉末冶金与陶瓷材料的成形工艺、高分子材料的成形工艺、复合材料的成形工艺，既适用于工科各专业学习现代制造技术的专业基础教材，也是培养复合型人才，为理、医、文、管理、艺术等不同学科之间提供快速工业知识渗透的特色基础教材。