材料加工工程(常庆明)

  材料加工技术是先进制造技术的重要组成部分，铸造、焊接和表面工程技术在国民经济的发展和国家建设中发挥着重要的作用。
  本教材的编写是在教育部“厚基础、宽口径”的人才培养模式的背景下，为了满足“突出特色、分类指导”的原则，结合焊接、铸造等专业并入材料科学与工程、材料成型及控制工程专业的需要而编写的，涵盖了材料成型及控制工程专业人才培养方案所要求的基本内容，同时兼顾相近和相关专业学生学校的需要。教材强调专业知识与基础历练的结合，同时兼顾最新技术的发展，将对适应新形势下材料加工人才的培养起到促进作用。
  全书共分三大章，主要介绍液态金属的成型工艺、金属焊接成型和材料表面工程。具体包括：液态金属的工艺性能、砂型铸造、铸造工艺设计、铸造工艺CAD/CAE、电弧的特性、焊丝的熔滴过渡、焊缝成形、埋弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、等离子弧焊、热喷涂、气相沉积、激光表面工程技术等。各章还附有复习思考题。本书的第1章由常庆明编写，第2章、第3章由陈长军编写，全书的统稿由常庆明负责。
  本教材特别注意理论联系实际，突出重点，并特别注意反映目前最新的进展。
  本书可以作为高等院校材料成型与控制工程、材料学、材料加工以及相近专业学生的教材或参考书，也可以供科研单位和厂矿企业的有关工程技术人员学习、参考。
  本书得到武汉科技大学教材出版基金的资助，在此表示感谢。
  本书的体系和内容将在本书使用的过程中不断地改进与完善，由于作者水平有限，书中难免有疏漏和欠妥之处，恳请各位老师、学生和读者提出宝贵的意见，以便再版时改进和不断地完善。
编者
武汉科技大学钢铁冶金与资源利用省部共建教育部重点实验室
2009年10月

  全书共分三大章，主要介绍液态金属的成型工艺、金属焊接成型和材料表面处理工程。具体包括：液态金属的工艺性能、砂型铸造、铸造工艺设计、铸造工艺CAD/CAE、电弧的特性、焊丝的熔滴过渡、焊缝成形、埋弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、等离子弧焊、热喷涂、气相沉积、激光表面工程技术等。各章还附有复习思考题。
  本教材特别注意理论联系实际，突出重点，并特别注意反映目前最新的进展。
  本书可以作为高等院校材料成型与控制工程、材料学、材料加工工程以及相近专业学生的教材或参考书，也可以供科研单位和厂矿企业的有关工程技术人员学习、参考。

第0章 绪论	1
0.1 铸造概述	1
0.2 焊接概述	1
0.3 表面工程概述	2
0.4 课程性质、任务及内容	3
第1章 液态金属的成型工艺	4
1.1 概述	4
1.1.1 铸造技术的历史及发展	4
1.1.2 铸造生产的工艺过程	5
1.1.3 铸造生产的特点及应用	5
1.2 液态金属的工艺性能	6
1.2.1 液态金属的充型能力	6
1.2.2 铸造合金的收缩	9
1.2.3 铸造应力、变形和裂纹	14
1.2.4 铸件中的偏析	16
1.2.5 铸件中的气孔	17
1.3 砂型铸造	18
1.3.1 砂型铸造的分类	18
1.3.2 黏土砂型的制造	20
1.3.3 化学黏结剂砂型（芯）的制造	27
1.4 铸造工艺设计	35
1.4.1 概述	35
1.4.2 铸件结构的工艺性	38
1.4.3 铸造工艺方案的确定	43
1.4.4 铸造工艺参数的确定	55
1.4.5 浇注系统设计	57
1.4.6 冒口、冷铁及补贴	70
1.5 铸造工艺CAD/CAE	80
1.5.1 铸造工艺CAD	80
1.5.2 铸造工艺CAE	86
1.6 特种铸造	95
1.6.1 熔模铸造	95
1.6.2 金属型铸造	96
1.6.3 压力铸造	98
1.6.4 低压铸造	99
1.6.5 实型铸造	100
1.6.6 离心铸造	101
复习思考题	102
第2章 金属焊接成型	105
2.1 引言	105
2.1.1 焊接技术的发展历程	106
2.1.2 焊接技术的分类	107
2.1.3 焊接技术的发展趋势	110
2.2 焊接电弧理论基础	111
2.2.1 焊接电弧的物理基础	111
2.2.2 焊接电弧的产生	118
2.2.3 焊丝的加热与熔化	141
2.2.4 熔滴上的作用力	143
2.2.5 熔滴过渡的主要形式及其特点	144
2.2.6 熔滴过渡中的损失及飞溅	150
2.2.7 熔池受到的作用力	153
2.2.8 焊接参数和工艺因素对焊缝成形的影响	154
2.2.9 焊缝缺欠	160
2.3 典型焊接电弧设备	161
2.3.1 焊条电弧焊	161
2.3.2 埋弧焊	164
2.3.3 CO2电弧焊	168
2.3.4 熔化极氩电弧焊	170
2.3.5 钨极氩弧焊	171
2.3.6 等离子弧焊	174
复习思考题	177
第3章 材料表面处理工程	178
3.1 绪论	178
3.2 表面技术的发展历程	178
3.3 表面技术的目的及分类	179
3.4 表面技术的应用与发展	180
3.5 激光表面加工技术	181
3.5.1 激光表面处理的原理及特点	181
3.5.2 激光器的种类	181
3.5.3 激光淬火	182
3.5.4 激光合金化	183
3.5.5 激光熔敷	183
3.5.6 激光气相沉积	185
3.5.7 激光表面非晶化	185
3.5.8 激光冲击硬化	186
3.5.9 激光表面清洗技术	187
3.6 气相沉积技术	188
3.7 热喷涂技术	190
3.7.1 热喷涂技术的种类和特点	191
3.7.2 热喷涂的预处理	192
3.7.3 热喷涂材料	193
3.7.4 热喷涂装置和设备	194
3.7.5 热喷涂涂层后处理和涂层性能的检验	197
3.8 其它表面处理技术	198
3.8.1 电镀技术	198
3.8.2 化学镀技术	205
3.8.3 表面化学热处理技术	206
3.8.4 电子束与离子注入表面处理技术	213
复习思考题	217
参考文献	218