緒論1 0.1熱制造技術的特征及作用1 0.2熱制造技術的發展趨勢3 0.3熱制造技術的科學基礎4 第1章材料熱力學基礎8 1.1熱力學基本概念8 1.1.1熱力系統與狀態8 1.1.2熱力過程及有關現象9 1.2熱力學**定律10 1.2.1熱和功10 1.2.2內能11 1.2.3熱力學**定律概述11 1.2.4焓與熱容12 1.3熱力學第二定律13 1.3.1可逆過程與不可逆過程13 1.3.2熱力學第二定律的表述14 1.3.3熵與自由能15 1.4物質的聚集態18 1.4.1固體18 1.4.2液體20 1.4.3氣體24 1.4.4等離子體25 1.5相變熱力學分析26 1.5.1相變熱力學26 1.5.2固液相變28 1.5.3固態相變31 1.5.4相平衡與相律31 1.6非平衡現象32 1.6.1不可逆過程熱力學32 1.6.2耗散結構33 1.6.3分岔與混沌34 思考題36 第2章傳輸理論37 2.1動量傳輸37 2.1.1流體及其流動的基本概念37 2.1.2流體動力學方程45 2.1.3流體流動的能量守恒50 2.2熱量傳輸51 2.2.1熱量傳輸的基本概念51 2.2.2固體中的熱傳導53 2.2.3對流換熱59 2.2.4輻射換熱63 2.2.5強化傳熱66 目錄熱制造學引論（第2版）2.3質量傳輸67 2.3.1質量傳輸基本概念67 2.3.2擴散傳質71 2.3.3對流傳質73 思考題75 第3章熱制造冶金理論76 3.1熔池冶金反應76 3.1.1液態金屬與氣體的反應76 3.1.2液態金屬與熔渣的反應78 3.1.3非金屬夾雜物及去除80 3.1.4真空冶金81 3.2液態金屬的凝固83 3.2.1純金屬的凝固83 3.2.2單相合金的凝固85 3.2.3共晶合金的凝固91 3.3燒結過程94 3.3.1燒結機理94 3.3.2燒結中的傳質96 3.3.3晶粒生長與二次再結晶97 3.3.4燒結工藝98 3.4固態相變101 3.4.1珠光體轉變101 3.4.2馬氏體相變102 3.4.3脫溶分解103 3.5回復與再結晶104 3.5.1回復動力學104 3.5.2再結晶動力學105 3.5.3晶粒的長大106 3.5.4動態回復與再結晶106 3.6強化機制109 3.6.1固溶強化109 3.6.2細晶強化110 3.6.3析出強化110 3.6.4位錯強化111 思考題112 第4章材料變形力學理論113 4.1連續統力學基本概念113 4.1.1變形與運動113 4.1.2應力118 4.1.3守恒定律124 4.1.4連續統力學的邊界條件和初始條件125 4.1.5連續統力學求解方法125 4.2材料本構方程126 4.2.1固體彈塑性本構方程126 4.2.2流體本構方程135 4.2.3粘彈性與粘塑性本構模型136 4.3熱彈塑性分析138 4.3.1熱彈性問題138 4.3.2熱彈塑性問題139 4.3.3熱變形與應力的簡化分析141 4.4強瞬態熱力效應149 4.4.1高能束加工中的強瞬態問題149 4.4.2強瞬態熱力效應的溫度方程與應力方程150 4.4.3強瞬態熱沖擊行為151 思考題153 第5章熱制造工程原理154 5.1熱制造工藝模型154 5.1.1熱制造工藝類型154 5.1.2熱制造工藝過程描述154 5.2材料狀態157 5.2.1熱制造工藝過程與材料狀態157 5.2.2工件形態157 5.2.3熱制造過程材料流159 5.3能量與熱源159 5.3.1熱制造過程中的能量存在形式160 5.3.2熱制造系統的能量流167 5.4熱制造信息169 5.4.1熱制造信息表示169 5.4.2熱制造系統中的信息傳遞170 5.4.3信息管理與數據庫170 5.5熱制造數字化與快速工藝實現171 5.5.1數字化建模171 5.5.2快速原型171 5.5.3快速工藝實現174 5.6熱制造工業對環境的影響175 5.6.1工業廢氣176 5.6.2工業廢水176 5.6.3固體廢棄物177 思考題178 第6章凝固成型原理179 6.1金屬鑄造工藝基礎179 6.1.1液態金屬的充型能力與流動性179 6.1.2鑄件的凝固181 6.1.3鑄件的冷卻收縮和收縮缺陷187 6.1.4鑄造應力及鑄件的變形190 6.1.5鑄件的裂紋及防止194 6.1.6鑄造合金的偏析和吸氣性196 6.2定向凝固與單晶生長198 6.2.1定向凝固技術198 6.2.2單晶體的制備202 6.3非晶合金與快速凝固203 6.3.1非晶合金的形成203 6.3.2快速凝固技術204 6.4半固態成型技術207 6.4.1半固態金屬的特性207 6.4.2半固態金屬坯料制備209 6.4.3半固態合金成型方法211 6.5玻璃的熔制成型213 6.5.1玻璃的熔制與凝固213 6.5.2玻璃的成型214 6.5.3玻璃的熱處理214 6.6聚合物材料的熔融與成型215 6.6.1聚集態結構215 6.6.2聚合物的熔融與流變特性216 6.6.3聚合物的擠出成型220 6.7金屬基復合材料的液相法成型223 6.7.1擠壓鑄造法（液態滲透）224 6.7.2液態金屬浸滲法224 6.7.3共噴射沉積225 6.7.4自生復合材料225 思考題227 第7章熱塑性成型原理228 7.1金屬的塑性變形228 7.1.1晶體的塑性變形228 7.1.2多晶體金屬塑性變形231 7.1.3金屬的熱塑性變形236 7.1.4熱塑性變形對金屬組織與性能的影響244 7.2金屬塑性成型性能與規律245 7.2.1金屬塑性成型性能245 7.2.2金屬塑性成型的基本規律251 7.2.3金屬塑性變形與應力分布的不均勻性252 7.3金屬塑性成型的變形與裂紋254 7.3.1金屬塑性成型的變形特點254 7.3.2塑性加工過程的裂紋259 7.4金屬塑性變形力計算的工程法262 7.4.1工程法的基本原理262 7.4.2平面應變鐓粗變形力分析263 7.4.3軋制壓力與軋輥的變形267 7.5金屬的超塑成型與蠕變時效成型269 7.5.1金屬的超塑成型269 7.5.2蠕變時效成型271 7.6摩擦擠壓成型276 7.6.1連續擠壓技術276 7.6.2摩擦擠壓技術277 思考題279 第8章焊接熱力過程分析280 8.1焊接基本原理280 8.1.1焊接熱源280 8.1.2焊接傳熱分析284 8.2焊接冶金293 8.2.1焊接熔池293 8.2.2金屬熔化焊接時的結晶與相變298 8.2.3焊接接頭及特點300 8.2.4焊接裂紋分析303 8.3焊接應力與變形分析313 8.3.1焊接應力313 8.3.2焊接變形322 8.4摩擦焊熱力過程332 8.4.1摩擦焊方法概述332 8.4.2摩擦焊熱力過程分析334 思考題340 第9章熱制造工藝數值模擬341 9.1概述341 9.1.1熱制造工藝數值模擬的作用341 9.1.2熱制造工藝數值模擬技術及其發展趨勢342 9.1.3焊接熱力過程中的非線性現象344 9.2熱制造數值模擬方法347 9.2.1熱制造工藝數值模擬方法與過程347 9.2.2傳熱過程數值模擬349 9.2.3彈塑性有限元方程352 9.2.4熱力耦合分析353 9.3鑄造過程數值模擬354 9.3.1鑄件溫度場的數值模擬354 9.3.2鑄件充型過程的數值模擬358 9.3.3鑄件的凝固與微觀組織模擬358 9.3.4應力場的數值模擬359 9.3.5鑄造過程數值模擬軟件系統359 9.4塑性成型數值模擬技術360 9.4.1塑性成型數值模擬原理與作用360 9.4.2塑性成型有限元模擬方法361 9.4.3鍛造工藝模擬365 9.5焊接過程數值模擬技術368 9.5.1焊接過程數值模擬的基本問題368 9.5.2焊接過程數值模擬的方法369 9.5.3焊接組織模擬376 9.5.4焊接應力與變形的模擬377 思考題382 參考文獻383