工程材料及成型工艺（2022年）

张乐莹、张跃

目录

  • 1 第1章 工程材料
    • 1.1 第1课 绪论
    • 1.2 第2课 固体材料的性能
    • 1.3 第3课 金属的结构
      • 1.3.1 金属的晶体结构
      • 1.3.2 实际金属的晶体结构
    • 1.4 金属的结晶
      • 1.4.1 纯金属的冷却曲线和过冷现象
      • 1.4.2 金属的同素异构体
      • 1.4.3 金属铸锭的组织
    • 1.5 第4课 二元合金
      • 1.5.1 二元合金的相结构
      • 1.5.2 二元合金相图
      • 1.5.3 相图与性能的关系
    • 1.6 铁碳合金
      • 1.6.1 Teaching Unit1: Ferro-Carbon Alloy
      • 1.6.2 铁碳合金的基本相和基本组织
      • 1.6.3 铁碳合金相图
    • 1.7 碳钢
      • 1.7.1 碳钢的分类
      • 1.7.2 碳钢的牌号
    • 1.8 铸铁
      • 1.8.1 铸铁的分类及特性
      • 1.8.2 铸铁的石墨化过程
      • 1.8.3 铸铁的牌号与性能
    • 1.9 钢的热处理
      • 1.9.1 钢在加热时的组织转变
      • 1.9.2 钢在非平衡冷却时的转变
      • 1.9.3 Teaching Unit2: Quenching
      • 1.9.4 钢的常用热处理工艺
      • 1.9.5 钢的形变热处理
      • 1.9.6 钢的表面淬火
      • 1.9.7 钢的化学热处理
      • 1.9.8 小节测试
    • 1.10 钢中的合金元素
      • 1.10.1 合金元素在钢中的分布
      • 1.10.2 合金元素在钢中的作用
    • 1.11 合金钢
      • 1.11.1 合金结构钢
      • 1.11.2 合金工具钢
      • 1.11.3 特殊性能钢
      • 1.11.4 小节测试
    • 1.12 非铁金属材料
      • 1.12.1 铝及铝合金
      • 1.12.2 铜及铜合金
      • 1.12.3 镁合金
      • 1.12.4 钛合金
      • 1.12.5 轴承合金
  • 2 第2章 铸造成形
    • 2.1 概述
    • 2.2 铸件形成理论基础
      • 2.2.1 金属的充型
      • 2.2.2 铸件的温度场
      • 2.2.3 金属的凝固
      • 2.2.4 合金的收缩、应力及变形
    • 2.3 砂型铸造工艺分析
      • 2.3.1 Teaching Unit3 Casting Process The Choice of Parting
      • 2.3.2 浇注位置和分型面的确定
      • 2.3.3 主要工艺参数的确定
      • 2.3.4 铸造工艺图的制作
    • 2.4 铸件的结构设计
    • 2.5 砂型铸造方法
      • 2.5.1 气动微振压实造型
      • 2.5.2 高压造型
      • 2.5.3 真空密封造型
      • 2.5.4 气流冲击造型
      • 2.5.5 消失模造型
      • 2.5.6 冷冻造型
    • 2.6 特种铸造
      • 2.6.1 金属型铸造
      • 2.6.2 离心铸造
      • 2.6.3 压力铸造
      • 2.6.4 低压铸造
      • 2.6.5 熔模铸造
      • 2.6.6 壳型铸造
      • 2.6.7 陶瓷型铸造
      • 2.6.8 磁型铸造
      • 2.6.9 石墨型铸造
      • 2.6.10 真空吸铸
      • 2.6.11 差压铸造
      • 2.6.12 半固体金属铸造
      • 2.6.13 现代整体精铸及快速凝固成形技术
      • 2.6.14 铸造成型过程数值模拟
      • 2.6.15 铸造工程中的并行工程
      • 2.6.16 常用铸造方法的比较
    • 2.7 铸造技术的发展趋势
    • 2.8 章节测试
  • 3 第3章 锻压成形
    • 3.1 概述
      • 3.1.1 金属的塑性变形
      • 3.1.2 金属及合金的锻造性
    • 3.2 锻造
      • 3.2.1 自由锻
      • 3.2.2 模锻
      • 3.2.3 胎模锻
    • 3.3 板料冲压
      • 3.3.1 板料冲压的基本工序、特点及应用范围
      • 3.3.2 冲模种类
    • 3.4 锻压新技术
      • 3.4.1 精密模锻
      • 3.4.2 精密冲裁
      • 3.4.3 回转成形
      • 3.4.4 多向模锻
      • 3.4.5 超塑性成形
      • 3.4.6 高能率高成形
      • 3.4.7 粉末冶金及粉末成形
      • 3.4.8 液态模锻
      • 3.4.9 半固态金属塑性成形
      • 3.4.10 粉末冶金温压成形技术
      • 3.4.11 数字化塑性成形技术
    • 3.5 章节测试
  • 4 第4章 焊接成形
    • 4.1 概述
      • 4.1.1 焊接技术的发展
      • 4.1.2 焊接特点和分类
    • 4.2 熔化焊接
      • 4.2.1 焊条电弧焊
      • 4.2.2 埋弧自动焊
      • 4.2.3 气体保护焊
      • 4.2.4 电渣焊
    • 4.3 压力焊和钎焊
      • 4.3.1 电阻焊
      • 4.3.2 摩擦焊
      • 4.3.3 钎焊
    • 4.4 焊接冶金过程和接头组织转变
      • 4.4.1 焊接冶金过程
      • 4.4.2 焊接接头的组织转变
    • 4.5 焊接结构工艺性
      • 4.5.1 焊接应力与变形
      • 4.5.2 焊接结构的设计
    • 4.6 焊接性和常用金属材料的焊接
      • 4.6.1 金属焊接性的概念
      • 4.6.2 常用金属材料的焊接
    • 4.7 金属切割
      • 4.7.1 气割
      • 4.7.2 等离子弧切割
      • 4.7.3 碳弧气刨
      • 4.7.4 水射流切割
    • 4.8 胶接
      • 4.8.1 胶接的基本原理
      • 4.8.2 胶接的主要特点
      • 4.8.3 胶接工艺
      • 4.8.4 胶接应用举例
    • 4.9 现代焊接技术
      • 4.9.1 电子束焊接
      • 4.9.2 激光焊接
      • 4.9.3 扩散焊
      • 4.9.4 爆炸焊
      • 4.9.5 超声波焊
      • 4.9.6 窄间隙熔化极气体保护电弧焊
      • 4.9.7 高频焊
      • 4.9.8 搅拌摩擦焊
      • 4.9.9 激光-电弧复合热源焊接
      • 4.9.10 强迫成形气体保护自动立焊技术
      • 4.9.11 焊接机器人和柔性焊接系统
    • 4.10 章节测试
  • 5 第5章 非金属材料及成形
    • 5.1 概述
      • 5.1.1 非金属材料的发展
      • 5.1.2 非金属材料的分类
      • 5.1.3 非金属材料的选择及应用
    • 5.2 工程塑料及其成形
      • 5.2.1 工程塑料的组成和性能
      • 5.2.2 工程塑料的分类和应用
      • 5.2.3 工程塑料的成形
      • 5.2.4 章节测试
    • 5.3 工业橡胶及其成形
      • 5.3.1 工业橡胶的组成和性能
      • 5.3.2 工业橡胶的分类和应用
      • 5.3.3 工业橡胶件的成形
    • 5.4 工业陶瓷及其成形
      • 5.4.1 陶瓷的组织结构及性能
      • 5.4.2 陶瓷的分类及应用
      • 5.4.3 陶瓷的成形
    • 5.5 复合材料及其成形
      • 5.5.1 复合材料的定义、分类和性能
      • 5.5.2 复合材料的应用
      • 5.5.3 复合材料的成形
      • 5.5.4 复合材料的二次加工
    • 5.6 纳米材料
      • 5.6.1 纳米材料的定义和特性
      • 5.6.2 纳米陶瓷
      • 5.6.3 纳米复合材料
  • 6 第6章 快速成形
    • 6.1 概述
    • 6.2 快速成形技术原理及工艺
      • 6.2.1 快速成形技术原理
      • 6.2.2 快速成形方式分类
      • 6.2.3 快速成形的工艺流程
      • 6.2.4 快速成形的优点
    • 6.3 快速成形的主要工艺方法
      • 6.3.1 立体光固化SLA
      • 6.3.2 分层实体制造LOM
      • 6.3.3 选择性激光烧结SLS
      • 6.3.4 熔化沉积成形FDM
      • 6.3.5 三维打印3D-P
      • 6.3.6 形状沉积制造SDM
    • 6.4 快速成形技术的应用
      • 6.4.1 原型制造
      • 6.4.2 快速制模RT
    • 6.5 快速成形材料
    • 6.6 快速成形与相关学科之间的关系
    • 6.7 采用逆向工程构造三维模型
      • 6.7.1 逆向工程系统
      • 6.7.2 逆向工程应用与意义
      • 6.7.3 逆向工程测量系统
      • 6.7.4 逆向工程后处理
      • 6.7.5 快速原型数据后处理实例
  • 7 第7章 零件的毛坯选择
    • 7.1 毛坯选择的原理
    • 7.2 常用毛坯成形方法的比较
    • 7.3 常用零件的成形方法
      • 7.3.1 轴杆类零件
      • 7.3.2 盘套类零件
      • 7.3.3 机架、箱体类零件
    • 7.4 毛坯成形方法选择实例
      • 7.4.1 V带轮零件的成形方法选择
      • 7.4.2 单级齿轮减速器组件的成形方法选择
    • 7.5 毛坯成形方法选择的经济性分析
      • 7.5.1 毛坯材料的经济性选材原则
      • 7.5.2 铸件的生产成本分析
      • 7.5.3 锻件的生产成本分析
      • 7.5.4 焊接件的生产成本分析
      • 7.5.5 各种成形方案经济性综合比较
第2课 固体材料的性能
  • 1 第1课 强度
  • 2 第2课 硬度等
  • 3 小节测试
  • 4 教材配套PPT（参考）

第1课 固体材料性能(强度)

0.学习任务

本次课我们要解决如下问题：

（1）材料在遭遇断裂之前，内心经历了怎样的挣扎？我们如何替它表述？

（2）通常做什么实验来测试材料的强度？

1.固体材料的性能

自测：本课程主要研究的是哪一类固体材料的性能？它又具体包含了哪些性能，你能说出几种？

2.强度

自测：说说低碳钢拉伸试验中，应力与应变的关系。

课外视频：拉伸试验


3.作业：

（1）复习资料P1-P2

1.2固体材料的性能 1-10题

（2）讨论