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第一篇 铸造1

第1章 铸造工艺基础1

1.1液态合金的充型能力1

1.2铸件的凝固与收缩3

1.3铸造应力及铸件的变形与裂纹5

1.4习题与思考题8

第2章 常用铸造合金及其熔炼9

2.1常用铸造合金9

2.1.1铸铁9

2.1.2铸钢19

2.1.3铸造有色合金23

2.2常用铸造合金的熔炼34

2.2.1铸铁的熔炼34

2.2.2铸钢的熔炼36

2.2.3铸造有色合金的熔炼38

2.3习题与思考题39

第3章 铸造成形方法40

3.1砂型铸造40

3.2特种铸造43

3.2.1熔模铸造43

3.2.2金属型铸造44

3.2.3压力铸造45

3.2.4离心铸造46

3.2.5其他特种铸造方法47

3.3习题与思考题50

第4章 铸造工艺与铸件结构设计51

4.1铸造工艺设计51

4.2铸造工艺设计实例59

4.3铸件结构设计60

4.3.1铸造性能对铸件结构的要求61

4.3.2铸造工艺对铸件结构的要求64

4.3.3铸件结构设计应考虑的其他方面66

4.4习题与思考题67

第5章 铸件质量控制及其过程的计算机数值模拟70

5.1铸造生产过程的质量控制70

5.1.1铸造生产的工艺过程70

5.1.2铸造生产工序的质量控制71

5.2铸件质量的检验72

5.2.1铸件质量72

5.2.2铸件质量检验72

5.3铸件缺陷的产生和修复73

5.3.1铸件常见缺陷及其产生原因73

5.3.2铸件缺陷的修复74

5.4铸造过程的计算机数值模拟77

5.4.1铸件充型及传热过程模拟78

5.4.2铸件应力场的数值模拟80

5.4.3凝固过程的微观组织模拟80

5.4.4铸造过程数值模拟主要专业软件简介80

5.5习题与思考题84

第6章 常用铸造设备85

6.1铸造设备的分类85

6.2造型和制芯设备85

6.2.1压实式造型机85

6.2.2震实式造型机86

6.2.3震压式造型机87

6.2.4射压式造型机88

6.2.5气冲造型机88

6.2.6抛砂机89

6.3制芯机89

6.3.1热芯盒射芯机89

6.3.2壳芯机90

6.3.3冷芯盒射芯机91

6.4混砂设备92

6.4.1碾轮式混砂机93

6.4.2碾轮转子式混砂机93

6.4.3逆流式混砂机94

6.5落砂与清理设备94

6.5.1落砂机94

6.5.2抛丸及喷丸清理设备96

6.6压铸机98

6.6.1热室压铸机98

6.6.2冷室压铸机99

6.7离心浇注机101

6.7.1悬臂式卧式离心铸造机102

6.7.2托辊式卧式离心铸造机102

6.7.3立式离心铸造机103

6.8连铸机103

6.8.1钢包运载装置104

6.8.2中间包及运载装置104

6.8.3结晶器及振动装置105

6.8.4二次冷却装置106

6.8.5拉坯矫直装置106

6.8.6切割装置106

6.8.7引锭装置106

6.9习题与思考题107

第二篇 塑性成形技术108

第7章 绪论108

7.1塑性成形技术的含义与特点108

7.1.1塑性成形的定义108

7.1.2塑性成形的本质108

7.1.3塑性成形中需要解决的基本问题109

7.1.4塑性成形技术的特点109

7.2塑性成形工艺方法的分类109

7.3工艺与设备的关系110

7.4塑性成形技术的发展趋势111

第8章 金属塑性变形力学基础117

8.1金属材料的真实应力-应变曲线117

8.1.1金属材料的单向拉伸试验118

8.1.2金属材料的单向拉伸试验曲线载荷最大点及颈缩阶段的特性120

8.1.3真实应力-应变曲线的近似数学表达式121

8.1.4变形温度和应变速率对真实应力-应变曲线的影响123

8.2应力平衡微分方程123

8.2.1直角坐标系中一点的应力状态123

8.2.2应力平衡微分方程129

8.3屈服准则131

8.3.1与屈服准则相关的金属材料的某些性质132

8.3.2屈雷斯加屈服准则（最大剪应力不变条件）133

8.3.3密席斯屈服准则（弹性形变能不变条件）133

8.3.4中间主应力的影响134

8.3.5平面问题和轴对称问题中屈服准则的简化135

8.3.6塑性变形中的应力状态对塑性与变形抗力的影响135

8.4几何方程、应变连续方程与体积不变条件137

8.4.1质点的应变状态与几何方程137

8.4.2变形连续方程139

8.4.3塑性变形时的体积不变条件140

8.4.4主应变、应变张量的不变量、主剪应变和最大剪应变140

8.4.5应变偏张量和球张量141

8.4.6应变状态的影响141

8.5本构关系141

8.5.1弹性应力应变的关系142

8.5.2塑性变形的增量理论（流动理论）143

8.6变形力的理论计算与主应力法146

8.6.1变形力的数学解析法146

8.6.2主应力法149

8.7习题与思考题151

第9章 塑性成形设备153

9.1概论153

9.1.1塑性成形设备的驱动与传动的特点153

9.1.2塑性成形设备的分类155

9.2锻造设备158

9.2.1液压机概述159

9.2.2液压机动力装置162

9.2.3液压缸部件164

9.2.4液压机机身167

9.3冲压设备169

9.3.1机械压力机概述169

9.3.2曲柄滑块机构的设计计算173

9.3.3机械压力机传动系统177

9.3.4机械压力机离合器与制动器183

9.4习题与思考题187

第10章 锻造工艺188

10.1锻造基本工序188

10.1.1自由锻工序188

10.2锻造模具及其结构194

10.3锻造过程有限元分析204

10.4习题与思考题206

第11章 板料冲压成形工艺207

11.1冲压成形基本工序207

11.1.1冲裁207

11.1.2弯曲210

11.1.3拉深212

11.1.4成形214

11.2冲压模具及其结构216

11.2.1冲裁模具及其结构216

11.2.2弯曲模的典型结构218

11.2.3拉深模的典型结构220

11.3冲压过程有限元分析221

11.3.1有限元分析简介221

11.3.2板料成形有限元模拟222

11.3.3板料成形有限元模拟前后处理技术223

11.4习题与思考题225

第12章 挤压成形工艺227

12.1挤压成形基本工序228

12.1.1挤压工艺分类228

12.1.2挤压金属流动规律230

12.1.3挤压主要缺陷形式233

12.2挤压模具及其结构234

12.2.1冷挤压模具及其结构234

12.2.2温挤压模具及其结构236

12.2.3热挤压模具及其结构237

12.3挤压过程有限元分析237

第三篇 焊接技术240

第13章 焊接冶金与成形原理240

13.1焊接冶金成形原理240

13.1.1焊接的实质240

13.1.2焊接接头的特征240

13.1.3焊接冶金过程的特点241

13.1.4焊缝金属的结晶241

13.1.5改善焊缝金属组织的措施242

13.1.6影响焊接接头组织与性能的因素242

13.2液态金属与气体的相互作用244

13.2.1焊接过程中的气体及其来源244

13.2.2金属的氧化及其影响244

13.2.3焊缝金属的氮化及其影响245

13.2.4氢对焊缝金属的作用246

13.3液态金属与熔渣的相互作用247

13.3.1熔渣的作用及其分类248

13.3.2熔渣的物理性能及其对焊缝的影响248

13.3.3熔渣的化学性能及其对焊缝的影响250

13.3.4焊接熔渣的断面情况253

13.4习题与思考题254

第14章 常用焊接方法256

14.1电弧焊接方法256

14.1.1手工电弧焊256

14.1.2埋弧自动焊260

14.1.3钨极氩弧焊262

14.1.4熔化极气体保护焊265

14.1.5熔化极氩弧焊266

14.1.6二氧化碳气体保护焊267

14.1.7药芯焊丝气体保护焊268

14.2压力焊及钎焊269

14.2.1电阻焊269

14.2.2摩擦焊275

14.2.3钎焊277

14.3习题与思考题279

第15章 焊接性分析与常用金属焊接282

15.1金属的焊接性及试验方法282

15.1.1金属的焊接性282

15.1.2影响焊接性的主要因素282

15.1.3金属焊接性的评估283

15.2结构钢的焊接286

15.2.1碳钢的焊接性286

15.2.2合金结构钢的焊接287

15.3不锈钢的焊接291

15.3.1奥氏体不锈钢的焊接291

15.3.2马氏体不锈钢的焊接292

15.3.3铁素体不锈钢的焊接292

15.4有色金属的焊接293

15.4.1铝及铝合金的焊接293

15.4.2铜及铜合金的焊接295

15.5习题与思考题296

第16章 焊接结构力学与强度297

16.1焊接应力与变形297

16.1.1焊接应力与变形的形成297

16.1.2纵向残余应力及其分布特点298

16.1.3横向残余应力及其分布特点299

16.1.4厚板中厚度方向残余应力及其分布300

16.2残余应力对结构的影响300

16.2.1对静载强度的影响300

16.2.2对构件加工尺寸精度的影响301

16.2.3对受压杆件稳定性的影响302

16.2.4对应力腐蚀裂纹的影响302

16.3减小及消除焊接残余应力的措施302

16.3.1减小焊接残余应力的措施302

16.3.2消除焊接残余应力的措施303

16.4预防和消除焊接变形的措施303

16.4.1焊接变形的分类303

16.4.2预防焊接变形的措施304

16.4.3消除焊接变形的方法305

16.5焊接结构冲击韧性和低温强度305

16.5.1焊接结构的脆性断裂305

16.6 焊接结构的疲劳强度307

16.6.1焊接结构的疲劳307

16.6.2提高焊接接头疲劳强度的措施307

16.7焊接结构的应力腐蚀破坏309

16.7.1应力腐蚀破坏309

16.7.2防止焊接结构产生应力腐蚀的措施309

16.8习题与思考题310

第17章 高能束焊接312

17.1高能束焊接的物理基础312

17.1.1高能束流束源品质的发展312

17.1.2高能束流焊接技术312

17.2电子束焊313

17.2.1电子束焊的基本原理313

17.2.2电子束焊的深熔焊效应313

17.2.3电子束焊的特点314

17.2.4电子束焊的适用范围314

17.2.5电子束焊工艺314

17.2.6真空电子束焊的应用315

17.3激光焊316

17.3.1激光焊原理316

17.3.2激光焊的特点316

17.3.3激光焊的应用316

17.3.4激光焊工艺317

17.4习题与思考题317

第18章 焊接工装设计319

18.1焊接工装的组成与分类319

18.1.1焊接工装的地位和作用319

18.1.2焊接工装的分类319

18.1.3焊接工装的特点320

18.2焊件的定位原理及定位器设计320

18.2.1焊件的定位及定位器320

18.3焊接工装夹具323

18.3.1夹紧的作用323

18.3.2夹紧机构的设计要点324

18.3.3对夹紧机构的基本要求324

18.3.4夹紧机构的组成324

18.3.5常用夹紧机构325

18.3.6气动与液压夹紧器325

18.3.7专用夹具326

18.4焊接工装夹具的设计方法326

18.4.1夹具设计的基本要求326

18.4.2工装夹具设计基本方法327

18.4.3工装夹具设计的步骤327

18.4.4工装夹具制造的精度要求328

18.4.5夹具结构工艺性328

18.5焊接变位机械329

18.5.1焊接操作机329

18.5.2焊工变位机330

18.5.3变位机械装备的组合应用330

18.6焊件变位机械331

18.6.1焊件变位机331

18.6.2焊件变位机设计334

18.7习题与思考题335

参考文献336