本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。在编写过程中认真总结了材料成形技术课程建设与教学改革的经验，在精选传统材料成形技术内容的基础上，增加了在现代工业制造工程中应用的新材料、新技术和新工艺，介绍了当前材料成形技术的新进展及发展趋势。全书共分7 章，内容包括：液态金属铸造成形、固态金属塑性成形、金属材料焊接成形、粉末冶金成形、非金属材料与复合材料的成形、快速原型制造技术、选择材料成形方法时要考虑的问题。每节后附有适量的思考练习题。
　　本书是高等工科院校机械类专业本科学生的通用教材，也可供工科近机类专业学生选用，同时可作为相关科研及工程技术人员的参考书。

　　本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。它是根据国家教育部颁布的《工程材料及机械制造基础课程教学基本要求》和《工程材料及机械制造基础系列课程改革指南》的精神，在认真吸取国内兄弟院校教学改革和课程建设成果的基础上，结合编者多年的教学实践体会和教学经验编写而成的。
　　材料的选用与材料成形技术是机械制造生产过程中必须考虑的重要问题。材料的选用与材料成形技术密切相关。材料只有经过各种加工，包括材料的成形、切削加工、改性处理、热处理和连接等，最后形成产品，才能体现其功能和价值。随着科学技术的飞速发展，以金属材料为主要加工对象的机械制造技术已经发生了根本性的变化，金属在现代制造业中所占的比重日益下降，各种新材料所占的比重越来越大。材料成形技术已不再是仅仅涉及金属材料的成形，而是涉及各种不同工程材料的成形。因此，拓宽材料成形技术基础的研究领域，建设好以现代工程材料成形工艺为基础的课程，是适应当前工程教育和现代制造技术发展的必然趋势。
　　社会主义市场经济的发展对高等教育的人才培养提出了新的要求，既要注重培养学生获取知识的能力，更要注重学生全面素质的提高。基于这一要求，本书以各种材料的成形技术为主线，系统阐述了材料成形技术的基本原理、基本知识和工程应用三个层次的内容。在体系上，精选传统金属工艺学内容，增加先进制造技术及其工艺方法。在内容上，突出材料成形的理论基础，强化综合分析与应用，增加了在制造业中普遍应用的新材料，增加了计算机应用等多方面的新工艺和新技术。在选材及选择成形方法方面，安排了许多实例，给学生以一定的启发，同时还加强了质量、成本、环保、竞争意识等教学内容。另外，书末还增加了常用材料成形技术专业术语英汉对照表，以帮助学生学习科技英语。
　　教材注重理论联系实际。在讲清基本原理的基础上，从应用的角度出发，引入了大量实例，让学生从中学习分析和设计材料成形的基本方法和技巧。
　　教材注重加强针对性和实用性，力求把传授专业知识和培养专业技术应用能力有机地结合起来。培养学生正确运用材料成形的理论和方法的能力，让学生掌握解决实际问题的方法和手段，以达到使学生所学知识与工作岗位要求内容接轨的目的。
　　教材内容的安排遵循人的认知规律。对概念、术语的引入，从实际出发，由浅入深，概念明确，条理性强。各节之后均附有思考练习题，供学生课后复习与扩展知识能力使用。
　　教材内的专业名词、术语、符号、单位等均采用最新国家标准和行业标准。
　　教材适用面宽。本教材既可作为高等工科院校机械类专业本科学生的通用教材，也可供工科近机类专业学生选用，同时可供相关科研及工程技术人员学习参考。教材具有较广的实用性和较大的参考价值。
　　本书由汤酞则主编，湘潭大学周增文、湖南工学院何鹤林任副主编。参加编写的人员还有中南大学钟世金，国防科技大学周继伟，湖南大学叶久新。
　　本书由中南大学刘舜尧教授主审，他对本教材的编写提出了许多宝贵的建设性意见，在此谨表示衷心的感谢！
　　在本书的编写过程中，参考并引用了许多有关手册、教材、学术杂志、文献资料上的相关内容，借鉴了兄弟院校和同行专家的教学改革成果。值此本教材出版之际，特向以上专家、教授表示诚挚的感谢！
　　本书涉及的专业面较广，由于编者水平所限，书中难免有错误和不足之处，敬请读者及专家指正。

　　编者
　　2008年4月

绪论1

1 液态金属铸造成形6
1.1 液态金属成形理论基础6
1.1.1 液态金属的流动性和充型能力7
1.1.2 铸件的凝固与收缩10
1.1.3 铸造内应力、变形和裂纹15
思考练习题19
1.2 砂型铸造20
1.2.1 概述21
1.2.2 造型材料及工艺装备22
1.2.3 造型与造芯方法25
1.2.4 砂型(芯)的烘干、合型、浇注及清理30
1.2.5 铸造工艺方案的选择33
1.2.6 铸造工艺参数的选择36
1.2.7 铸造成形工艺设计实例39
思考练习题43
1.3 特种铸造46
1.3.1 熔模铸造46
1.3.2 金属型铸造48
1.3.3 压力铸造50
1.3.4 低压铸造51
1.3.5 离心铸造52
1.3.6 陶瓷型铸造54
1.3.7 实型铸造55
1.3.8 磁型铸造55
思考练习题56
1.4 常用合金铸件的生产56
1.4.1 铸铁件生产57
1.4.2 铸钢件生产70
1.4.3 非铁合金铸件生产72
1.4.4 常用铸造方法的比较76
思考练习题77
1.5 铸件结构设计78
1.5.1 铸造工艺对铸件结构设计的要求78
1.5.2 铸造性能对铸件结构设计的要求80
思考练习题84
1.6 液态金属成形新工艺、新技术85
1.6.1 悬浮铸造85
1.6.2 半固态金属铸造86
1.6.3 近终形状铸造87
1.6.4 计算机数值模拟技术87
思考练习题89

2 固态金属塑性成形90
2.1 金属塑性成形理论基础91
2.1.1 金属塑性变形的实质91
2.1.2 金属的冷变形强化与再结晶94
2.1.3 金属的冷、热塑性变形对组织结构和性能的影响96
2.1.4 金属的锻造性能及影响锻造性能的因素98
思考练习题101
2.2 自由锻造101
2.2.1 自由锻造的基本工序102
2.2.2 自由锻造工艺规程的制定103
2.2.3 自由锻造锻件的结构工艺性107
2.2.4 毛坯加热方法 109
2.2.5 锻件冷却112
思考练习题113
2.3 模型锻造113
2.3.1 锤上模锻114
2.3.2 压力机上模锻117
2.3.3 胎模锻120
2.3.4 模锻件的结构工艺性121
2.3.5 锻模结构设计122
2.3.6 切边与冲连皮模的设计125
思考练习题126
2.4 板料冲压127
2.4.1 冲压基本工序127
2.4.2 冷冲压模具135
2.4.3 冲压件的结构工艺性141
思考练习题143
2.5 其他塑性成形方法144
2.5.1 精密模锻144
2.5.2 精密冲裁145
2.5.3 挤压成形146
2.5.4 轧制成形148
2.5.5 塑性成形新工艺、新技术149
思考练习题154

3 金属材料焊接成形155
3.1 金属材料焊接成形理论基础156
3.1.1 焊接基础知识156
3.1.2 焊接电弧158
3.1.3 熔化焊化学冶金过程159
3.1.4 焊接接头161
3.1.5 焊接应力与变形163
思考练习题166
3.2 常用电弧焊方法167
3.2.1 焊条电弧焊167
3.2.2 埋弧自动焊170
3.2.3 气体保护电弧焊174
3.2.4 等离子弧焊接与切割177
思考练习题179
3.3 其他焊接方法179
3.3.1 熔焊179
3.3.2 压焊186
3.3.3 钎焊189
3.3.4 焊接新技术、新工艺191
思考练习题194
3.4 常用金属材料的焊接194
3.4.1 金属材料的焊接性194
3.4.2 碳素钢和低合金结构钢的焊接196
3.4.3 不锈钢、耐热钢的焊接197
3.4.4 铸铁的焊补200
3.4.5 非铁金属及其合金的焊接201
思考练习题202
3.5 焊接件的结构工艺性203
3.5.1 焊接结构件材料的选择203
3.5.2 焊接方法的选择204
3.5.3 焊接接头设计206
3.5.4 焊接结构工艺设计208
3.5.5 焊接结构图的绘制211
3.5.6 焊接检验214
思考练习题216

4 粉末冶金成形218
4.1 粉末冶金成形工艺218
4.1.1 粉末的制取218
4.1.2 粉末制品的成形220
4.1.3 烧结222
4.1.4 后处理224
4.1.5 粉末冶金成形新技术、新工艺224
思考练习题227
4.2 粉末冶金制品的结构工艺性228
4.2.1 粉末冶金制品的结构工艺要求228
4.2.2 粉末冶金制品中的常见缺陷231
思考练习题234

5 非金属材料与复合材料的成形235
5.1 工程塑料及其成形235
5.1.1 工程塑料的组成及分类235
5.1.2 工程塑料的成形性能238
5.1.3 工程塑料的成形方法及模具240
5.1.4 塑料制品的结构工艺性250
思考练习题257
5.2 橡胶及其成形257
5.2.1 工业橡胶的组成及特点257
5.2.2 橡胶制品成形技术259
思考练习题262
5.3 胶粘剂及黏结成形262
5.3.1 胶接的特点及应用263
5.3.2 常用胶粘剂263
5.3.3 胶接工艺265
思考练习题267
5.4 工业陶瓷及其成形267
5.4.1 陶瓷的组织结构及性能267
5.4.2 常用陶瓷材料269
5.4.3 陶瓷制品成形技术270
思考练习题276
5.5 复合材料及其成形276
5.5.1 复合材料的性能特点276
5.5.2 复合材料的分类277
5.5.3 复合材料的成形方法278
思考练习题281

6 快速原型制造技术282
6.1 快速原型制造技术的基本原理及应用特点282
6.1.1 快速原型制造技术的基本原理282
6.1.2 快速原型制造技术的应用特点284
思考练习题285
6.2 快速原型制造技术的典型工艺方法286
6.2.1 立体光固化成形法286
6.2.2 层合实体制造法287
6.2.3 选择性激光烧结法288
6.2.4 熔丝沉积制模法290
6.2.5 三维喷涂黏结成形法290
6.2.6 快速原型系统的主要技术指标291
思考练习题291
6.3 快速原型制造技术的应用及展望292
6.3.1 采用逆向工程构造三维模型292
6.3.2 快速原型制造技术的应用294
6.3.3 快速原型制造技术展望297
思考练习题298

7 选择材料成形方法时要考虑的问题299
7.1 材料成形方法的选择299
7.1.1 零件的失效分析299
7.1.2 材料成形方法选择的基本原则301
思考练习题305
7.2 零件毛坯的主要种类及成形特点305
7.2.1 金属的铸造成形特点305
7.2.2 金属的塑性成形特点306
7.2.3 金属的焊接成形特点307
7.2.4 塑料件的成形特点310
7.2.5 粉末冶金件、陶瓷及复合材料件等的成形特点311
思考练习题316
7.3 常用零件毛坯的成形方法316
7.3.1 常用零件毛坯的特点316
7.3.2 毛坯成形方法选择实例319
思考练习题321

常用专业术语323

主要参考文献330