材料成型基础相关教材
2023年材料成型及控制工程专业考研书目
2023年材料成型及控制工程专业考研书目1. 《控制工程基础》（第三版），郝伟等，清华大学出版社这本书是控制工程方面的基础教材，对于材料成型及控制工程专业考研学生来说非常重要。
书中讲述了控制工程的基本理论、控制系统的组成、控制技术和应用等内容，是掌握控制工程核心知识的必备教材。
2. 《控制工程设计》（第五版），史雪松，清华大学出版社本书是一本经典的控制工程设计教材，全面介绍了控制系统的设计理论、方法和技术，对于材料成型及控制工程专业考研学生来说非常实用，尤其是在考研复习过程中需着重掌握控制系统的设计方法和技术。
3. 《现代控制系统》（第十版），Richard C. Dorf & Robert H. Bishop，机械工业出版社这是一本国际上广泛使用的控制工程教材，被誉为现代控制系统领域的经典著作。
书中详细介绍了现代控制系统的原理、设计和应用，是材料成型及控制工程专业考研学生不可或缺的参考书。
4. 《自动控制原理》（第七版），欧阳明高等，电子工业出版社本书全面介绍了自动控制的基础理论和方法，包括控制系统的数学模型、控制方法、控制器的设计和应用等。
对于材料成型及控制工程专业考研学生来说，这本书可以帮助理论与实践相结合，更好地掌握自动控制原理。
5. 《控制系统工程》（第二版），Norman S. Nise，机械工业出版社这是一本经典的控制系统工程教材，全面介绍了控制系统的组成、模型、性能和稳定性分析，以及控制器和控制系统的设计和应用等内容。
对于材料成型及控制工程专业考研学生来说，这本书可以帮助理论与实践相结合，更好地掌握控制系统工程的知识。
6. 《自动控制原理与工程应用》（第五版），陈立文，清华大学出版社这是一本结合控制工程理论和实践的教材，详细介绍了控制系统的数学模型、控制方法、系统分析与设计等内容，并着重介绍了系统模型的建立和参数调节方法，对于材料成型及控制工程专业考研学生来说非常实用。
7. 《控制系统设计与实践》（第二版），Dale E. Seborg等，中国机械工业出版社这是一本融合控制工程理论和实践的教材，内容涵盖了控制系统的设计、分析、优化、实现和应用等方面，在掌握控制系统理论知识的同时，对于材料成型及控制工程专业考研学生来说也很实用。
《材料成形CAE》课程教学大纲
《材料成型CAE》课程教学大纲课程中文名称：材料成型CAE课程英文名称：Mater ia I Forming CAE课程编号：GT16104课程性质：专业方向课学时：（总学时18、理论课学时18、实验课学时0）学分：1适用对象：机电技术教育先修课程：材料力学、材料成型技术等课程简介：本课程主要讲述目前材料成型领域一种比拟新的方法，学生通过学习这门课程后熟悉一种新的材料成型方法，并掌握材料成型CAE技术中塑料成型、板料成型和体积成型的方法及基本过程，为以后参加工作进行高水平设计或进入研发工作打下良好的基础。
一、教学目标及任务材料成型CAE课程是工程类专业的个性化拓展模块课，在专业人才培养中起扩展和强化作用，学生通过学习这门课程后熟悉一种新的材料成型方法，并掌握材料成型CAE技术中塑料成型、板料成型和体积成型的方法及基本过程，为以后参加工作进行高水平设计或进入研发工作打下良好的基础。
二、学时分配三、教学内容及教学要求第一章塑料成型CAE技术（2学时）教学要求：了解塑料成型CAE技术的现状、开展趋势及应用，理解塑料成型CAE技术的方法、特点及所用的专业软件。
教学重点与难点：塑料成型CAE技术的方法、特点及所用专业软件；塑料成型CAE技术的方法。
教学内容：第一节塑料成型CAE技术的开展第二节注塑模CAE技术的开展趋势第三节Autodesk Moldflow软件介绍本章习题要点：塑料成型CAE技术、注塑模。
第二章Moldflow用户界面及基本操作（2学时）教学要求：了解Moldflow软件，理解其用户界面和各菜单功能，掌握节点、线、多模腔、浇口、冷却水路创立。
教学重点与难点：重点是用户界面和各菜单功能，节点、线、多模腔、浇口、冷却水路创立；难点是节点、线、多模腔、浇口、冷却水路创立。
教学内容：第一节Moldflow用户界面.窗口分布及简要说明1.菜单栏和工具栏第二节各菜单功能简介第三节节点的创立第四节线的创立第五节多模腔的创立第七节冷却水路创立本章习题要点：Moldflow用户界面及其各菜单功能，节点、线、多模腔、浇口等创立。
材料成型PPT课件
3、铸型填充条件
• （1）铸型导热能力 铸型材料导热系数和比容↑，对合金的激冷
作用越强，合金的充型能力↓。 • （2）铸型温度
铸型温度↑，充型能力↑。 • （3）铸型的阻力
阻力↑，则充型能力↓。 （型腔越狭窄、复杂，铸型材料发气量大）
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二、合金的收缩性
1、合金收缩的概念
• 定义：合金在浇注、凝固直至冷却到室温的过程 中
变量与深度。 柔性最好，不受复杂程度的限制。
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第一篇 金属的铸造成形工艺
第一章 铸造成形工艺理论基础
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§1.1 铸造成形工艺的特点和分类
• 定义：将液态金属浇入到具有与零件形状、尺寸 相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后，以获得 毛坯、或零件的工艺方法，称为“铸造”。 铸件：通过铸造成形得到的毛坯、零件。
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板料成形
Sheet-Metal Forming Processes
1 应用背景
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焊接 Welding
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铸造
Casting
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非金属材料成形
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锻造 Forging
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3、发展趋势：
（1）精密的材料成形
近无余量成形。
精铸、精密压力加工、精密焊接与切割等。
• 铸件结构复杂↑ ，铸型硬度↑ ，芯骨粗大↑ ，则收
缩阻力↑ ，收缩率↓
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3、铸件中的缩孔与缩松 （1）缩孔与缩松的形成 液态收缩和凝固收缩、容积得不到补足。 ①缩孔的形成
液态金属充满铸型铸件外壳液面下降最后凝固部位
材料成型工艺基础第三版课程设计
材料成型工艺基础第三版课程设计
设计目的
本课程设计旨在让学生掌握材料成型工艺的基本原理和方法，能够
熟练地运用材料成型工艺技术进行实际生产操作。
设计内容
本课程设计包括三个部分：
1. 理论学习
学生将学习材料成型工艺的基本原理和方法，包括各种成型工艺的
工艺流程、优缺点、设备和工具、原材料、加工要求等方面的知识。
具体内容包括：
•压力成型工艺：压铸、锻造、轧制、拉伸、挤压等。
•热成型工艺：热轧、热挤压、热锻造、真空熔铸等。
•冷成型工艺：冷轧、冷镦、拉拔、冲压等。
•其他成型工艺：注塑、挤出、层压、压裂、射出、喷涂等。
2. 实践操作
学生将通过实践操作，掌握各种成型工艺的具体实现方法和技能，
加深对成型工艺的认识和理解。
具体实践内容包括：
1。
工程材料基础 书
工程材料基础书
以下是一些关于工程材料基础的推荐书籍：
1. 《材料力学基础（原理与展开）》（Fundamentals of Materials Mechanics）- William F. Hosford
这本书介绍了工程材料的基本原理和力学行为，涵盖了弹性、塑性、蠕变、疲劳和断裂等方面的内容。
2. 《材料科学与工程》（Materials Science and Engineering: An Introduction）- William D. Callister Jr., David G. Rethwisch
这本书是材料科学与工程的经典教材之一，介绍了工程材料的结构、性质和应用，覆盖了金属、陶瓷、聚合物和复合材料等各类材料。
3. 《材料学导论》（Introduction to Materials Science and Engineering）- William D. Callister Jr., David G. Rethwisch
这本教材提供了关于工程材料科学与工程的基础知识，涵盖材料结构、晶体缺陷、相变、力学行为等方面内容。
4. 《材料科学工程导论》（Introduction to Materials Science for Engineers）- James F. Shackelford
这本书针对工程师介绍了材料科学的关键原理和应用，包括材料结构与性能、材料选择和设计等方面。
这些书籍都是在工程材料基础领域具有良好声誉的教材，适用于大学生、研究生以及从事相关学科研究或工程实践的人员。
值得注意的是，根据个人需求和背景，选择适合自己的教材和参考资料可能会更加有针对性。
《材料成型技术基础》教学大纲
《材料成型技术基础》课程教学大纲课程中文名称：材料成型技术基础课程英文名称：Fundamentals of Engineering Material Manufacturing Technology课程编号：ZF16613课程性质：专业方向课程学时：（总学时36、理论课学时30、实验课学时6）学分：2适用对象：机械设计制造及其自动化先修课程：机械工程材料、现代工程图学、材料力学、公差与测量技术、机械原理、机械设计、基本机械加工技能训练课程简介：《材料成型技术基础》主要内容是介绍各种材料尤其金属材料成型加工工艺及相关知识，从而为学生今后学习有关的专业课程以及从事专业技术工作奠定必要的材料加工方面的知识和素质基础。
该课程是综合性技术基础课程，为机械设计制造及其自动化专业的选修课程。
通过对该课程的学习，获得常用机械工程材料工艺知识，培养工艺分析的初步能力，为学习其它有关课程和今后从事机械设计工作提供了必要的基础。
一、教学目标及任务（1）熟悉常用工程材料的组织、性能、应用和选用原则。
（2）掌握材料成型方法的基本原理和工艺特点，培养学生选择毛坯及工艺分析的初步能力。
（3）了解各主要成型方法所用设备的基本工作原理和适用范围。
（4）初步了解新工艺、新材料、新技术及发展趋势。
二、学时分配三、教学内容及教学要求第一章绪论（2学时）材料加工工艺发展史，材料加工生产在国民经济中的地位，本课程的主要内容与学习方法。
第二章金属的液态成型（8学时）教学重点：液态金属成型方法，液态成型金属件的工艺设计；分型面与浇注位置选择及相互关系，合金性能对铸件结构工艺性的影响教学难点：分型面与浇注位置选择教学要求：掌握液态金属的工艺性能，掌握液态金属的成型方法，掌握液态成型金属件的设计，了解液态成型技术的新进展。
教学内容：第一节金属液态成型工艺基础液态金属的工艺性能；合金的工艺性能与铸件质量的关系第二节常用合金铸件的生产铸铁件的生产；铸钢件的生产；有色合金铸件的生产第三节液态金属的成型方法重力作用下的液态成型方法；外力作用下的液态成型方法；金属液态成型方法的合理选用第四节液态成型金属件的工艺设计铸件结构的工艺性；铸造工艺方案的确定；铸造工艺参数的确定；浇冒口系统设计；液态成型工艺设计实例第五节液态成型技术的新进展快速成型技术及应用；快速凝固技术；消失模铸造；计算机在铸造中应用.习题要点：1、什么是金属液态成型？2、金属液态成型制品的主要缺陷有哪些？3、什么是缩松和缩孔？如何防止缩松和缩孔？4、金属液态成型的基本方法有哪些？5、如何确定铸造工艺方案？如何进行浇口设计？第三章金属的塑性成型（8学时）教学重点：金属塑性成型方法，塑性成型件的工艺设计，自由锻和模锻工艺设计教学难点：塑性成型件的工艺设计教学要求：掌握金属塑性成型的工艺理论基础，掌握金属塑性成型方法，掌握塑性成型件的工艺设计，了解塑性成型技术新发展。
《材料成型技术与基础》全套PPT电子课件教案-第03章 单晶体与多晶体的塑性变形等
拉拔时金属应力状态
第三章金属材料的塑性变形
本章小结
锻造、轧ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、挤压、冲压等都是塑性变形。这些 塑性变形的目的不仅是为了得到零件的外形和尺寸， 更重要的是为了改善金属的组织和性能。
塑性变形的主要形式是滑移和孪生，是在切应力 的作用下进行的，塑性变形将产生形变强化，形成纤 维组织，具有各向异性。塑性变形后的 金属加热时会 产生回复或再结晶及晶粒长大，其形变强化现象消除。
滑移特点：①滑移是在切 应力作用下完成的；②滑 移时移动的距离是原子间 距的整数倍；③滑移的同 时由于正应力组成的力偶 作用，推动晶体转动，力 图使滑移面转向与外力一 致的方向。④滑移的实质 是位错运动的结果。因此 滑移的实际临界切应力远 远大于理论临界切应力。
第三章金属材料的塑性变形
单晶体滑移变形示意图
定义:经冷变形的金属当加热到T再时,会在变形最激 烈的区域自发形成新的细小等轴晶粒,叫做再结 晶这一过程实质上也是一个形核和长大的过程, 但晶格类型不变,只是改变了晶粒外形. T再T熔
※金属再结晶后,消除了残余应力和形变强化现象 晶粒长大 冷变形和热变形 金属纤维组织及其应用
第三章金属材料的塑性变形
第三章金属材料的塑性变形
单晶体和多晶体的塑性变形 金属的形变强化 塑性变形金属在加热时组织和性能的变化 塑性加工性能及影响因素 本章小结
第三章金属材料的塑性变形
单晶体的塑性变形 1.滑移 2.孪生 1.晶粒取向对塑性变形的影响 2.晶界对塑性变形的影响
第三章金属材料的塑性变形
锌单晶体的滑移变形示意图
第三章金属材料的塑性变形
未变形 弹性变形 弹塑性变形 塑性变形
位错运动引起的滑移变形示意图
第三章金属材料的塑性变形
机械工程材料及成型基础教学教材
复合材料
玻璃纤维复合材料
由玻璃纤维和有机高分子材料复 合而成，具有质轻、强度高、耐 腐蚀等特点，广泛应用于航空、 航天、汽车等领域。
碳纤维复合材料
由碳纤维和有机高分子材料复合 而成，具有高强度、高刚性、耐 高温等特点，广泛应用于航空、 体育器材等领域。
02 材料成型基础
铸造工艺
01
02
03
04
热处理
通过控制加热、保温和冷却过程， 改变材料的内部组织结构，提高材 料的力学性能。
表面处理
通过物理或化学方法，改变材料表 面的成分和结构，提高材料的耐磨 性、耐腐蚀性和装饰性。
材料成本
原材料价格
不同材料的价格差异很大，选择价格合理的材料 可以降低成本。
加工成本
材料的加工难度和工艺要求不同，加工成本也不 同。在选择材料时，应考虑其加工成本。
未来趋势
高性能材料
01
随着机械工程的发展，对材料性能的要求越来越高，未来将不
断涌现出高性能的新型材料。
智能材料
02
智能材料能够感知外部刺激并作出响应，未来在传感器、执行
器和结构健康监测等领域有广泛应用。
可持续发展的材料
03
随着环保意识的提高，未来将更加注重材料的可持续发展，如
可降解和可回收的材料。
砂型铸造
利用砂型作为模具进行铸造， 适用于各种形状和尺寸的铸件
。
熔模铸造
通过制作熔模，再利用熔模制 作模具进行铸造，适用于精密
铸件。
压力铸造
在高压下将液态金属注入模具 ，适用于生产小型、高精度、
高强度铸件。
离心铸造
利用离心力将液态金属注入旋 转的模具中，适用于生产管状
和套筒类铸件。
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在河北藁城出土的商朝铁刃铜钺(越)是我国
发现的最早的锻件。(距今3 000多年)
在河南辉县战国墓中发掘出的殉葬铜器,其 耳和足是用钎焊方法与本体连接的。
我国还是最早使用粘接技术的国家，在陕西 临潼秦始皇陵陪葬坑发现的铜车马中，金银饰件 的固定用的就是一种无机粘接剂。
1996年至今，我国钢产量年年超过1亿吨,成 为世界第一产钢大国。
从6000万吨增长到1亿吨钢，经过7年。 这对于我国立足于工业化、现代化的世界， 意义重大。 但是我国又是一个钢的消费大国，2003年我 国钢消费2.67亿吨。 我国钢厂结构不合理，10％以上的钢是由
规模不到50万吨的小型钢铁企业完成的，70％以 上的生产能力是由150万吨以下的中小钢铁企业 完成的。
最近建成的30万吨超级大型油轮(长333 m， 宽58 m)、1 000吨级的大型热壁加氢反应器(壁厚 280 mm)、空间环境模拟装置(直径18 m、高22 m 的大型不锈钢真空容器)等都是材料及材料成形 工艺的重大成就。
材料成形加工是制造业的重要组成部分。
据统计，全世界75％的钢材经塑性加工，45 ％的金属结构用焊接得以成形。
因此，我国钢铁企业的能耗大，产品品质不 高，许多高附加值的优质钢材仍需进口，2003年 就进口了3717万吨的优质钢材。
所以，新一代钢铁材料的主要探索目标是提 高钢材强度和使用寿命。
研究证明，纯铁的理论强度应能高于8000 MPa，而目前碳素钢为200 MPa级，低合金钢(如
Q345)约400MPa级，合金结构钢也只有800 MPa 级。
我国铸件年产量超过1400万吨，成为世界铸 件生产第一大国。
汽车工业是材料成形技术应用最广的领域。
以汽车生产为例，1953-1992年40年间，我国 共生产汽车100万辆，而2003年-年全国就生产汽 车207万辆，(2007年上半年产量超过450万辆)预 计到2010年，年产量将达到1000万辆左右，成为 世界汽车生产第二大国。
要经过成形加工，显然材料成形工艺是人类生产 活动中始终不可缺少的基础性技术。
一.材料成形工艺的发展史
材料成形工艺是伴随着人类使用材料的历史 而发展的。
在人类使用材料之初，用过兽骨，还通过将 天然材料石头、陶土打制成石器和烧制成陶器（ 瓷器），在烧陶过程中 人们掌握了金属（青铜 ）冶炼技术及金属成形工艺。
在成形技术的发展中，中华民族对此做出过
极其重大的贡献。
我国在原始社会后期开始有陶器，在仰韶文 化和龙山文化时期制陶技术已相当成熟。
我国是世界上应用铜、铁最早的国家，远在 4000年前就已经开始使用铜合金，至商周时代(公 元前16世纪一公元前8世纪)达到了青铜文化的鼎 盛时期。
公元前六七世纪的春秋时期，我国已开始使 用铁器，这比欧洲国家早了1800多年。战国时期, 我国就发明了炼钢技术，创造多种在当时比较
河南安阳武官村出土的商代司母戊鼎，重
875 kg，体积庞大，花纹精巧，造型精美。 湖北江陵楚墓中发现的越王勾践青铜宝剑，
地下埋藏了2 000多年，但依然刃口锋利，寒光闪 闪，可一次割透叠在一起的十多层纸张。
西汉时期曾大量使用的“透光”铜镜，被西 方人称为 “中国魔镜”，就是我国古代工匠们 巧妙地利用了因铸件壁厚不同形成的铸造应力及 变形的原理而制成的。
先进的炼钢方法,并将其用于制造农具和兵器等.
铸造技术在我国源远流长，并达到了很高的 水平，形成了闻名于世的以泥范(砂型)、铁范
(金属型)和失蜡铸造为代表的中国古代三大铸造 技术。
据考证,早在3 000年前的商周时期,我国已发 明了古代失蜡铸造法；战国中期，出现了金属型 铸造；隋唐以后，我国已掌握了大型铸件的生产 技术。
近年来，仅材料科学的发展极为迅速。
以钢铁工业为例，2003年，我国钢产量2.2亿 吨，是世界钢产量9.6亿吨的23％.
从1890年张之洞创办汉阳铁厂,直到1949年的 半个多世纪，中国产钢总量只有760万吨,不足现 在一个大型钢铁厂的年产量。
1949年,全国产钢量15.8万吨，占世界钢产量 的0.1％，只相当于现在全国半天的产量。
我国明朝科学家宋应星著《天工开物》一书 中，记载了冶铁、炼铜、铸钟、锻铁、焊接、淬 火等多种金属成形和改性方法及生产经验,是世 界上有关金属加工工艺最早的科学著作之一。
我国的瓷器制造自古以来就享有盛名，宋 代时已形成陶瓷业的“八大名窑”，即定窑、磁 州窑、均窑、耀窑、景德镇窑、越窑、龙泉窑和 建窑，其风格各具特色，技术各领风骚。
材料成型基础相关教材
2020年4月21日星期二
绪论
工程材料成形工艺(也称为材料成形技术； 传统名称－金属工艺学；简称：金工)：
即从选择材料到毛坯或成品的成形工艺。 通过本课的学习，可以了解掌握常用工程材 料及其成形工艺的基础知识。 材料社会进步的物质基础与先导，是人类进 步的里程碑。而任何材料在被制造成有用物品( 无论是生活用品或是生产工具等)的过程中，都
据统计，2000年全球汽车用材总质量的65％ 由钢材(约45％)、铝合金(约13％)及铸铁(约7％)通 过锻压、焊接和铸造成形，并通过热处理及表面 改性获得最终所需的实用性能。
二.本课程的学习要求
本课程是机械类专业的（技术基础课）主干 课程之一。
日本拟于2010年将钢的强度和寿命各提高1 倍，2030年再翻一番(即1t钢可相当于现在的4 t) ，这个计划展示了材料挖潜的前景。
我国已是制造大国，仅次于美、日，要取代 德国而位居世界第三。
近年，我国的材料成形技术有了突飞猛进的 发展,如三峡水利建设中,440 t不锈钢转轮、750 t 蜗壳和300 t的闸门都是世界上最重的钢铁结构。
现存于北京大钟寺内的明朝永乐年间铸造的
大铜钟，重46．5 t，钟身内外遍铸经文20余万字 ，是世界上铸字最多的大钟，其钟声浑厚虽在悦 耳，远传百里。
我国河北沧州的五代铁狮、湖北当阳的北宋 铁塔等，都是世界著名的巨型铸件。
北京故宫、颐和园内精美的铜狮、铜鹤、铜 龟和铜亭构件等，则是我国明清时期失蜡铸造的 代表作。