商品详情
《材料工程基础》
作者：赵勇桃
定价：79.00元
出版时间：2026-08
ISBN：978-7-5240-0344-1
内容简介
本书是关于材料科学与工程领域的专业教材，涵盖了金属冶炼与铸造、金属材料压力加工、金属材料焊接、金属材料成型工艺选择四篇核心内容。本书理论严谨、结构清晰、内容翔实，结合工程案例，深入浅出地讲解了金属材料加工工程领域的基本知识和应用技术。
本书可作为金属材料工程专业“材料工程基础”主干课程的教学用书，也适合作为材料类相关专业的研究生教材，并可供材料领域的科研人员和工程技术人员参考。
目录
1金属材料冶炼7
1.1钢铁冶炼7
1.1.1钢铁冶炼概述7
1.1.2钢铁冶炼原理和工艺7
1.2铝及铝合金冶炼11
1.2.1铝冶炼概述11
1.2.2纯铝的熔炼原理和工艺12
1.2.3铝合金的熔炼原理和工艺18
1.3铜及铜合金冶炼22
1.3.1铜冶炼概述22
1.3.2纯铜的冶炼原理和工艺22
1.3.3铜冶炼相关设备26
1.4镁及镁合金冶炼27
1.4.1镁冶炼概述27
1.4.2纯镁的冶炼原理和工艺27
1.4.3镁合金的熔炼工艺31
1.4.4镁合金的熔炼设备32
1.5钛及钛合金冶炼36
1.5.1钛冶炼概述36
1.5.2纯钛的冶炼原理和工艺37
1.5.3钛合金的熔炼工艺37
1.5.4钛及钛合金冶炼主要设备42
1.6粉末冶炼43
1.6.1粉末冶金概述43
1.6.2粉末冶金的工艺43
1.7金属冶炼的发展趋势48
复习思考题49
2铸造冶金50
2.1金属凝固基本理论50
2.1.1凝固热力学50
2.1.2纯金属的凝固过程51
2.2金属的液态成型56
2.2.1液态金属的结构56
2.2.2液态金属的性质57
2.2.3液态金属的凝固行为57
2.3金属的半固态成型58
2.3.1半固态成型的基本概念58
2.3.2半固态成型的特点58
2.3.3半固态浆料的制备58
2.3.4半固态成型技术分类60
2.3.5半固态成型组织特点60
2.4快速凝固成型62
2.4.1快速凝固的概念62
2.4.2快速凝固组织的特征62
2.4.3快速凝固技术62
复习思考题64
3铸造工艺基础65
3.1液态合金的充型65
3.1.1液态合金的充型能力和流动性65
3.1.2影响合金充型能力的因素67
3.1.3提高合金充型能力的途径69
3.2铸件的凝固与收缩69
3.2.1铸件的凝固69
3.2.2铸件的收缩72
3.3铸件内应力、变形与裂纹74
3.3.1铸件内应力74
3.3.2铸件的变形74
3.3.3铸件的裂纹75
3.4铸件的质量控制77
3.4.1缩孔和缩松77
3.4.2偏析78
3.4.3气孔和夹杂79
3.4.4夹杂物80
复习思考题81
4砂型铸造和特种铸造82
4.1概述82
4.2砂型铸造83
4.2.1铸造用原砂84
4.2.2造型和造芯84
4.3特种铸造87
4.3.1熔模铸造87
4.3.2金属型铸造89
4.3.3压力铸造92
4.3.4离心铸造95
4.4铸件质量检验与缺陷修补97
4.4.1外观质量的检验97
4.4.2铸件的质量检验98
4.4.3铸件的尺寸偏差检验98
4.4.4铸造缺陷修补99
复习思考题100
5铸造工艺设计101
5.1铸造工艺方案的确定101
5.1.1铸造工艺方法的选择101
5.1.2铸件浇注位置的确定101
5.1.3分型面的选择102
5.1.4型芯设计104
5.2浇注系统106
5.2.1浇注系统分析106
5.2.2浇注系统的组成及其作用106
5.3冒口的设计109
5.3.1冒口的分类109
5.3.2冒口的形状 109
5.3.3冒口设计的基本原则110
5.4铸造工艺设计及质量控制111
5.4.1铸造工艺设计111
5.4.2质量控制115
复习思考题117
6熔铸工艺设计及质量控制118
6.1金属铸件的应用118
6.1.1金属铸件的特点118
6.1.2金属铸件的应用119
6.2金属铸造结构件的破坏及原因分析121
6.2.1破坏类型概述121
6.2.2缺陷引起的破坏121
6.2.3设计引起的破坏122
6.2.4变形引起的破坏123
6.2.5其他因素的影响124
6.3熔铸工艺设计原则及质量控制124
6.3.1熔铸工艺设计原则124
6.3.2质量控制125
6.4熔铸技术的发展趋势126
6.4.1铸造合金材料126
6.4.2铸造原辅材料126
6.4.3合金熔炼126
6.4.4砂型铸造127
6.4.5特种铸造127
6.4.6信息化128
复习思考题128
第2篇金属材料压力加工
7塑性变形基础129
7.1金属塑性成型的基本工艺129
7.1.1轧制129
7.1.2锻造130
7.1.3挤压131
7.1.4拉拔131
7.1.5冲压132
7.2金属的塑性变形理论132
7.2.1金属的塑性变形132
7.2.2金属的加工硬化、回复和再结晶133
7.2.3金属塑性变形中组织对性能的影响133
7.2.4金属塑性变形中组织与性能的变化134
7.3影响塑性变形的因素136
7.3.1金属产生塑性变形的条件136
7.3.2影响金属塑性变形的因素137
复习思考题138
8轧制139
8.1轧材产品及应用139
8.2轧制生产方法140
8.2.1轧制的目的140
8.2.2轧制方法分类141
8.3轧制生产工艺流程143
8.3.1轧制工艺143
8.3.2典型的轧制生产工艺144
8.4轧制变形参数146
8.4.1轧制变形区146
8.4.2咬入条件147
8.4.3影响咬入的因素及改善咬入的措施149
8.5中厚板轧制工艺设计及质量控制151
8.5.1中厚板质量缺陷分类及产生原因151
8.5.2中厚钢板质量缺陷有效控制措施155
复习思考题156
9挤压157
9.1挤压产品及应用157
9.1.1挤压产品157
9.1.2挤压技术157
9.2挤压生产方法158
9.2.1挤压特点158
9.2.2挤压分类158
9.3挤压生产工艺流程161
9.3.1挤压工艺161
9.3.2典型挤压生产工艺流程161
9.4挤压工艺参数163
9.4.1挤压基本工艺参数163
9.4.2挤压成型参数设计164
9.4.3挤压工艺参数的编制164
9.5管材挤压工艺设计及质量控制165
9.5.1管材挤压工艺及主要参数165
9.5.2挤压产品质量控制166
9.5.3常用有色金属管挤压成型工艺166
复习思考题167
10拉拔168
10.1拉拔产品及应用168
10.1.1拉拔产品168
10.1.2拉拔技术168
10.2拉拔生产方法169
10.2.1按制品截面形状分类169
10.2.2按温度分类171
10.2.3按拉拔时采用的润滑剂分类171
10.3拉拔生产工艺流程171
10.4拉拔工艺参数173
10.4.1拉拔受力分析173
10.4.2拉拔基本工艺参数174
10.5线棒材拉拔工艺设计及质量控制174
10.5.1线棒材拉拔缺陷174
10.5.2拉拔残余应力的危害和减少残余应力的途径175
10.5.3拉拔加工工序及质量控制要点176
复习思考题176
11冲压178
11.1冲压产品及应用178
11.1.1冲压产品178
11.1.2冲压技术179
11.2冲压生产方法181
11.2.1冲压分类181
11.2.2冲压特点181
11.2.3冲压工艺参数182
11.3分离工序184
11.3.1冲裁184
11.3.2切断185
11.3.3修整185
11.4成型工序186
11.4.1弯曲186
11.4.2拉深187
11.4.3拉形187
11.4.4旋压187
11.4.5整形188
11.4.6胀形188
11.4.7翻边188
11.4.8缩口188
11.5板料冲压工艺设计及质量控制188
11.5.1板料冲压工艺设计188
11.5.2板料冲压件的结构工艺性及实例189
11.5.3板料冲压件的缺陷及控制措施189
复习思考题190
12锻造191
12.1锻造产品及应用191
12.1.1锻造产品191
12.1.2锻造技术193
12.2锻造生产方法194
12.2.1锻造的分类194
12.2.2锻造工艺194
12.3自由锻196
12.3.1自由锻介绍196
12.3.2自由锻基本工序196
12.4模锻198
12.5锻造工艺设计及质量控制198
12.5.1自由锻件的设计199
12.5.2模锻件的设计200
12.5.3锻造缺陷及其防止措施200
复习思考题201
13压力加工设计及质量控制202
13.1压力加工在金属结构件中的应用202
13.2金属结构件的破坏及原因――压力加工质量分析202
13.2.1金属材料压力加工缺陷分类202
13.2.2压力加工过程产品质量分析205
13.3压力加工工艺设计原则及质量控制207
13.3.1压力加工工艺设计的任务207
13.3.2压力加工工艺设计的原则207
13.3.3质量控制208
13.4压力加工技术的发展趋势211
13.4.1轧制技术的现状与发展211
13.4.2冲压技术的现状与发展212
13.4.3锻造技术的现状与发展212
13.4.4挤压技术的现状与发展213
13.4.5拉拔技术的现状与发展214
复习思考题215
第3篇金属材料焊接
14电弧焊工艺基础217
14.1焊接电弧217
14.1.1带电粒子217
14.1.2电弧区域构成及其导电机构226
14.1.3阳极斑点与阴极斑点229
14.1.4最小电压原理232
14.1.5焊接电弧的静特性232
14.2焊接电弧的产热及温度分布234
14.2.1焊接电弧的产热机构234
14.2.2焊接电弧的热效率及能量密度236
14.2.3电弧的温度分布236
14.2.4焊丝的加热与熔化238
14.3熔滴上的作用力及影响因素242
14.3.1重力242
14.3.2表面张力243
14.3.3电弧力243
14.3.4等离子流力245
14.3.5斑点压力245
14.3.6爆破力246
14.3.7电弧气体吹力246
14.3.8细熔滴冲击力247
14.3.9电弧力的影响因素247
14.4熔滴过渡形式及特点250
14.4.1熔滴过渡的分类250
14.4.2熔滴过渡的损失及飞溅256
14.4.3熔滴过渡的控制256
14.5焊缝成型259
14.5.1焊缝形成过程259
14.5.2熔池的形状260
复习思考题265
15手工电弧焊267
15.1手工电弧焊原理、特点及应用267
15.1.1手工电弧焊基本原理267
15.1.2手工电弧焊的特点267
15.1.3手工电弧焊的应用268
15.2焊条电弧焊的冶金过程268
15.2.1焊接冶金过程的特点268
15.2.2焊缝金属的合金化271
15.3手工电弧焊焊条271
15.3.1焊条构成及作用271
15.3.2焊条的分类、型号273
15.3.3焊条的选用275
15.4焊条电弧焊的操作技术276
15.4.1引弧技术276
15.4.2运条技术277
15.4.3收弧技术279
15.5手工电弧焊工艺279
15.5.1焊接接头的基本形式279
15.5.2坡口的形式及其制备280
15.5.3焊接位置282
15.5.4焊接工艺283
15.6手工电弧焊设备286
15.6.1焊接电源的基本特性286
15.6.2手工电弧焊电源的种类和型号287
15.6.3焊条电弧焊常用的配套工具和辅具289
复习思考题289
16埋弧焊291
16.1埋弧焊原理、特点及应用291
16.1.1埋弧焊工作原理291
16.1.2埋弧焊的特点292
16.1.3埋弧焊的应用293
16.2埋弧焊的冶金特点293
16.2.1低碳钢埋弧焊中Si、Mn的反应及过渡294
16.2.2碳的氧化烧损297
16.2.3去氢反应297
16.2.4脱硫和脱磷反应297
16.3埋弧焊用焊接材料298
16.3.1焊剂298
16.3.2焊丝300
16.3.3焊剂与焊丝的匹配301
16.4埋弧焊自动调节系统302
16.4.1埋弧自动焊的稳定性302
16.4.2电弧焊的自动调节系统304
16.5埋弧焊工艺313
16.5.1焊前准备313
16.5.2对接接头埋弧焊工艺314
16.6埋弧焊设备317
16.6.1埋弧焊设备的分类317
16.6.2埋弧焊设备的组成318
复习思考题320
17钨极氩弧焊（TIG）321
17.1钨极氩弧焊原理、特点及应用321
17.1.1钨极氩弧焊工作原理321
17.1.2TIG焊的特点322
17.1.3TIG焊的应用323
17.2TIG焊接用保护气体、电极、焊枪及焊丝323
17.2.1保护气体323
17.2.2电极324
17.2.3焊枪326
17.2.4焊丝328
17.3电流种类和极性328
17.3.1直流钨极氩弧焊329
17.3.2交流钨极氩弧焊330
17.4TIG焊工艺332
17.4.1接头及坡口形式332
17.4.2焊件和焊丝的焊前清理335
17.4.3焊接参数的选择336
17.5TIG焊接设备340
17.5.1手工TIG焊设备340
17.5.2自动TIG焊设备341
17.6TIG焊的其他方法341
17.6.1热丝TIG焊341
17.6.2活性焊剂氩弧焊（A-TIG焊）342
17.6.3钨极脉冲氩弧焊342
复习思考题345
18熔化极氩弧焊（MAG）346
18.1熔化极氩弧焊的原理、特点及应用346
18.1.1熔化极氩弧焊的工作原理346
18.1.2熔化极氩弧焊的特点347
18.1.3熔化极氩弧焊的应用347
18.2熔化极氩弧焊的熔滴过渡347
18.2.1焊接时的极性选择347
18.2.2熔化极氩弧焊的熔滴过渡348
18.2.3射滴过渡349
18.2.4射流过渡350
18.2.5亚射流过渡350
18.3熔化极氩弧焊的自动调节系统351
18.3.1电弧自身调节系统351
18.3.2亚射流过渡调节系统351
18.3.3焊接电流和电弧电压的调节方法352
18.4熔化极氩弧焊用气体及焊丝353
18.4.1保护气体353
18.4.2焊丝356
18.5熔化极氩弧焊工艺357
18.5.1焊前准备357
18.5.2焊接参数357
18.5.3熔化极氩弧焊常用的焊接工艺358
18.6熔化极氩弧焊设备361
18.6.1熔化极氩弧焊设备的组成361
18.6.2焊接电源361
18.6.3熔化极氩弧焊焊机的型号及技术参数362
18.7熔化极氩弧焊的其他方法363
18.7.1熔化极脉冲氩弧焊363
18.7.2双丝熔化极氩弧焊364
18.7.3TIME焊366
复习思考题367
19CO2气体保护电弧焊368
19.1CO2气体保护电弧焊原理、特点及应用368
19.1.1CO2气体保护电弧焊工作原理368
19.1.2CO2气体保护电弧焊的特点369
19.1.3CO2气体保护电弧焊的应用369
19.2CO2气体保护电弧焊的冶金特点与脱氧措施370
19.2.1合金元素氧化问题370
19.2.2脱氧与合金化问题371
19.2.3气孔问题372
19.3CO2气体保护电弧焊熔滴过渡及飞溅373
19.3.1CO2气体保护电弧焊熔滴过渡形式373
19.3.2CO2焊的飞溅及控制375
19.4CO2焊所用气体及焊接材料376
19.4.1CO2焊所用气体376
19.4.2焊丝376
19.5气体保护电弧焊工艺378
19.5.1焊前准备378
19.5.2焊接参数的选择380
19.6CO2气体保护电弧焊设备386
19.6.1CO2气体保护电弧焊设备的组成386
19.6.2焊接电源387
19.7CO2气体保护电弧焊的其他方法388
19.7.1药芯焊丝CO2气体保护电弧焊388
19.7.2波形控制CO2气体保护电弧焊和STT控制法388
复习思考题389
20弧焊工艺设计及质量控制391
20.1金属结构件焊接接头的应用391
20.1.1航空航天中的应用391
20.1.2石油工程建设中的应用391
20.1.3机械行业中的应用392
20.1.4轮船舰艇中的应用393
20.1.5建筑行业中的应用393
20.1.6交通运输中的应用394
20.1.7在其他领域的应用394
20.2金属焊接结构件的破坏及原因分析395
20.2.1焊接质量差及成分不合格导致的破坏395
20.2.2焊接裂纹引起的破坏396
20.2.3夹杂物引起的破坏396
20.2.4组织粗大引起的破坏397
20.2.5焊接材料选择不当造成的破坏397
20.2.6焊接结构不合理导致的破坏398
20.2.7焊接工艺不合理导致的破坏398
20.2.8其他因素导致的破坏399
20.3焊接工艺设计原则及质量控制400
20.3.1焊接接头区域构成及特性400
20.3.2焊接接头性能的影响因素401
20.3.3焊接工艺设计402
20.3.4焊接接头的质量评价402
20.4焊接技术的发展趋势403
20.4.1复合焊接403
20.4.2高效焊接404
20.4.3智能焊接405
20.4.4全数字化焊机406
20.4.5焊接技术的突破406
复习思考题407
第4篇金属材料成型工艺选择
21常用金属材料成型工艺选择409
21.1材料成型工艺的确定程序及选择原则409
21.1.1材料成型工艺选择的基本步骤409
21.1.2材料成型工艺的选择原则410
21.2材料成型工艺的选择依据417
21.2.1产品材料的性能417
21.2.2产品的生产类型420
21.2.3产品的形状复杂程度及尺寸精度要求420
21.2.4现有生产条件及经济条件421
21.2.5充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性422
21.3典型材料成型工艺的特点423
21.3.1液态金属的铸造成型423
21.3.2金属的塑性成型424
21.3.3焊接成型425
21.3.4粉末冶金及复合材料的成型425
21.4典型零件的材料与成型工艺选择426
21.4.1轴类零件426
21.4.2齿轮类零件427
21.4.3箱体、支架类零件428
21.4.4模具类零件428
21.4.5刀具类零件429
21.5计算机在零件材料与成型工艺选择时的应用430
21.5.1金属塑性成型数值模拟的意义430
21.5.2金属塑性成型数值模拟的主要任务431
21.5.3金属塑性成型问题的主要求解方法433
21.5.4材料加工过程有限元分析的流程434
21.5.5有限元软件简介及模拟过程示例436
复习思考题440
参考文献441
- 冶金工业出版社图书旗舰店
- 冶金工业出版社，是国内历史最悠久的专业科技出版社之一。主要承担学术专著、技术著作、技术手册、专业辞书、大中专教材、职工培训教材、科普读物、人文社科、文集、史志、年鉴等图书的出版。
- 扫描二维码，访问我们的微信店铺
