本书是在第1版的基础上，总结国内各院校特别是北京市各高校进行教学改革的实践成果，贯彻教育部机械基础课程教学指导分委员会工程材料及机械制造基础课程教学指导组最新制定的“《工程材料及机械制造基础》教学基本要求”和“重点高等工科院校金工课程改革指南”的精神，并考虑更好地体现我国高等工科院校机械类专业人才培养目标而进行修订的。
本书的主要内容有材料成形理论基础、铸造、塑性成形、焊接、粉末冶金、非金属制品成形、现代材料成形技术、材料成形工艺自动化、材料成形方法选择及机械产品质量控制等。它既是多年来科研与生产实践经验的总结，也是教学实践经验的积累。本书引入工艺设计实用资料和典型工艺案例，内容翔实，数据准确，深入浅出，图文并茂。
本书可作为高等工科院校机械类专业学习本课程的通用教材，也可作为有关工程技术人员的参考书。

　　 “材料成形工艺基础”是我国工科院校中贯彻工艺基础教育的一门综合性的技术基础课程，是工程材料及机械制造基础课程（金工课程）的主要组成部分之一。在高等工科院校本科机械类专业人才培养过程中，金工课程所涉及的机械制造工艺理论和基础知识不可或缺，它既是培养从事机械设计和机械制造工程技术人才的重要基础，也是培养复合型人才和构建多学科知识结构的重要基础。本教材第1版作为北京市普通高等学校教育教学改革试点项目“金工课程改革研究与实践”的重要成果之一，出版以来在多所高校使用。近几年来，我国金工课程改革又取得诸多成果，金工教师在多年的教学与研究实践中积累了许多新鲜经验。为适应高等工科院校本科机械类专业人才培养目标对该课程的新要求，特对原教材进行修订。
本次修订体现以下特点：
(1) 教材以我国高等工科院校机械类专业人才培养目标为出发点，贯彻教育部机械基础课程教学指导分委员会工程材料及机械制造基础课程教学指导组最新制定的“《工程材料及机械制造基础》教学基本要求”和“重点高等工科院校金工课程改革指南”的精神，总结国内各院校特别是北京市各高校进行教学改革的实践成果，体现该课程教学的基本经验并面向未来。
(2) 教材在体系上突出材料成形的理论基础，强化综合分析与应用。在内容上重点体现新颖性和科学性，精选铸造、塑性成形和焊接等常规工艺方法，较大幅度地引入材料成形新技术、新工艺，以适应现代机械制造技术的发展。
(3) 教材力求体现工艺性课程的鲜明特色，适当引入部分工艺设计常用资料，采用比较典型的综合性工艺案例，在每章之后辅以一定量的复习思考题，以利于培养学生获取知识、分析问题与解决工程技术实际问题的能力，提高学生的工程素质与创新思维能力。
(4) 教材保持了第1版重点突出、深入浅出、图文并茂和便于自学的优点，其名词术语和计量单位采用最新的国家和行业技术标准。
本教材由北京市金属工艺学研究会组织部分高校多年从事金工教学富于经验的教师编写和修订。本书由严绍华任主编，参加修订的教师有： 清华大学李双寿、严绍华、李家枢，北京交通大学何庆复，北京理工大学周郴知，北京林业大学钱桦，北京工业大学程文彬，北京联合大学机电学院陈萍。清华大学姚启明、来可宜和北京科技大学樊百林等参与全书插图的绘制。
本书的编写和修订得到北京市教委高教处和教育部工程材料及机械制造基础课程教学指导组的关心，北京理工大学朱铁保教授和清华大学龚国尚教授对教材初稿进行了审阅，在此谨表示衷心的感谢。
在本书修订过程中，编者参考了国内外部分相关教材和科技文献，在此特向有关作者和单位表示深切的谢意。
由于编者水平和经验所限，书中难免有错误与不妥之处，敬请读者批评指正。

编 者
2008年8月

1 材料成形理论基础1
1.1 液态成形基础1
1.1.1 金属的凝固1
1.1.2 金属和合金的铸造性能3
1.1.3 铸造性能对铸件质量的影响7
1.2 塑性成形基础16
1.2.1 塑性成形的实质16
1.2.2 冷变形强化与再结晶18
1.2.3 锻造比与锻造流线21
1.2.4 塑性成形基本规律22
1.2.5 金属的锻造性能24
1.3 冶金连接成形基础27
1.3.1 焊接熔池的化学冶金过程27
1.3.2 焊接接头的组织和性能29
1.3.3 焊接应力和变形32
1.3.4 金属焊接性37
复习思考题39

2 铸造41
2.1 砂型铸造41
2.1.1 手工造型常用方法小结41
2.1.2 机器造型（芯）42
2.2 特种铸造45
2.2.1 熔模铸造45
2.2.2 金属型铸造46
2.2.3 压力铸造47
2.2.4 低压铸造48
2.2.5 离心铸造49
2.3 铸造工艺设计50
2.3.1 铸造工艺设计内容和步骤50
2.3.2 铸造工艺设计举例56
2.4 铸件结构工艺性57
2.4.1 铸造性能对铸件结构的要求57
2.4.2 铸造工艺对铸件结构的要求59
2.5 常用合金铸件生产61
2.5.1 铸铁件生产61
2.5.2 铸钢件生产73
2.5.3 非铁合金铸件生产76
复习思考题80

3 塑性成形82
3.1 自由锻82
3.1.1 自由锻工艺规程的制定82
3.1.2 自由锻工艺规程实例85
3.2 模锻87
3.2.1 模锻的特点与应用87
3.2.2 锤上模锻89
3.2.3 其他设备上的模锻95
3.3 板料冲压98
3.3.1 板料冲压的特点及应用99
3.3.2 板料冲压的基本工序99
3.4 其他塑性加工方法108
3.4.1 精密模锻108
3.4.2 精密冲裁109
3.4.3 挤压成形109
3.4.4 轧制成形111
3.4.5 摆动碾压113
3.5 锻压件结构工艺性114
3.5.1 自由锻锻件的结构工艺性114
3.5.2 模锻件的结构工艺性115
3.5.3 板料冲压件的结构工艺性116
复习思考题119

4 焊接120
4.1 概述120
4.2 常用熔焊方法122
4.2.1 焊条电弧焊122
4.2.2 埋弧焊126
4.2.3 气体保护焊128
4.2.4 电渣焊130
4.3 压焊和钎焊132
4.3.1 电阻焊132
4.3.2 摩擦焊135
4.3.3 钎焊136
4.4 常用金属材料的焊接137
4.4.1 碳钢的焊接137
4.4.2 低合金结构钢焊接138
4.4.3 不锈钢焊接140
4.4.4 铸铁焊补140
4.4.5 非铁金属焊接141
4.5 焊接结构工艺设计142
4.5.1 焊接结构生产工艺过程概述142
4.5.2 焊接结构工艺设计143
4.5.3 焊接结构工艺设计实例150
复习思考题151

5 粉末冶金152
5.1 粉末冶金的特点和应用152
5.2 粉末冶金工艺过程152
5.2.1 粉末的制取152
5.2.2 粉末制品的成形153
5.2.3 粉末冶金新技术159
复习思考题163

6 非金属制品的成形164
6.1 塑料制品成形164
6.1.1 概述164
6.1.2 塑料成形加工基础164
6.1.3 塑料的成形166
6.2 橡胶制品成形171
6.2.1 概述171
6.2.2 橡胶制品成形方法简介171
6.3 陶瓷制品成形172
6.3.1 陶瓷制品的主要原料172
6.3.2 陶瓷制品成形技术172
6.4 复合材料制品成形175
6.4.1 复合材料成形特点175
6.4.2 复合材料成形技术175
复习思考题180

7 现代材料成形技术181
7.1 现代铸造技术181
7.1.1 气压造型181
7.1.2 消失模铸造183
7.1.3 铸造凝固新工艺188
7.2 现代塑性成形技术193
7.2.1 超塑性成形193
7.2.2 高能率成形196
7.3 现代焊接与热切割技术199
7.3.1 等离子弧焊与切割199
7.3.2 电子束焊201
7.3.3 激光焊与切割202
7.3.4 扩散焊204
7.4 材料成形复合工艺205
7.4.1 液态模锻205
7.4.2 粉末锻造208
7.4.3 喷雾锻造209
复习思考题209

8 材料成形工艺自动化210
8.1 快速原型技术210
8.1.1 快速原型技术简介210
8.1.2 快速原型工艺211
8.1.3 快速原型技术在热加工中的应用214
8.2 材料成形计算机技术215
8.2.1 模拟技术215
8.2.2 专家系统220
8.2.3 热加工CAD/CAM222
8.3 材料成形自动设备及系统225
8.3.1 工业机器人225
8.3.2 热加工CNC230
8.3.3 热加工FMS232
8.3.4 热加工自动生产线234
复习思考题237

9 材料成形方法选择及机械产品质量控制238
9.1 材料成形方法选择238
9.1.1 材料成形方法选择的原则238
9.1.2 常用材料成形方法及其制件的分析比较240
9.1.3 典型材料成形方法选择举例242
9.2 全面质量管理在机械制造中的应用245
9.2.1 机械产品质量的概念245
9.2.2 质量管理及其发展过程245
9.2.3 全面质量管理的概念248
9.2.4 质量成本的概念249
9.2.5 ISO 9000系列标准简介250
9.2.6 质量体系认证制度252
9.3 机械产品常用的无损检测方法252
9.3.1 致密性检测253
9.3.2 渗透检测253
9.3.3 磁粉检测253
9.3.4 超声波检测254
9.3.5 射线检测255
9.3.6 无损检测新技术256
复习思考题259

参考文献260