《金屬塑性加工原理》是國家精品教學資源共享課《金屬塑性加工原理》課程的配套教材。本書詳細介紹了塑性加工特點及其分類、金屬塑性變形基礎理論、塑性加工對金屬組織結構與性能的影響規律、金屬塑性加工過程中的織構與各向異性、金屬在塑性加工過程中的塑性行為、金屬塑性加工時的摩擦與潤滑、金屬塑性加工中的不均勻變形、金屬塑性加工中的斷裂，以及金屬塑性加工過程中的強韌性能控制等知識。
《金屬塑性加工原理》既可作為材料成形及控制工程專業的本科生教材，也可供相關專業的研究生、教師及現場工程技術人員參考使用。
適讀人群 ：本書既可作為材料加工工程以及材料成形及控制工程專業的本科生教材，也可供相關專業的研究生、教師及現場工程技術人員參考使用。
《金屬塑性加工原理》是國家精品課程的配套教材。
《金屬塑性加工原理》與同類圖書比較，突出了以下特點。
（1）宏觀規律與微觀機理的耦合和多學科知識融合：基于位錯理論、塑性力學、織構理論、斷裂理論以及摩擦學等基礎知識，闡明塑性加工過程中的一些基本概念、基本規律。
（2）現代和傳統科學結合：在講授本課程的傳統內容的基礎上，將劇烈塑性變形、織構、現代摩擦學、強韌化等的新成果引入教材，力圖反映當代科學技術的新進展。
（3）注重科研理論在工程實踐中的運用：在教材中大量列舉理論在金屬塑性加工的科研與生產中的應用案例，從而為優化塑性加工工藝和提高金屬制品質量，研發新的加工技術和新型金屬材料提供理論指導。
楊揚，中南大學校材料科學與工程學院，教授（二級）。
1.個人簡介
楊揚：男，1994年獲博士學位，1995年遴選為中南工業大學及中國有色金屬工業總公司跨世紀學科帶頭人，1996年晉升為教授，2001年評聘為博士生導師，2011年評聘為二級教授。
2.科研工作
（1）材料動態行為：高應變速率載荷下金屬的局域化變形、再結晶、相變、損傷斷裂、本構關系等。
（2）先進材料：
● 納米材料的制備技術與理論：塊體納米材料的制備技術與理論等，
● 復合材料的制備技術與理論：異型件（如管、棒、線、型材等）的高能率復合/連接技術以及相關的物理冶金等，
● 有色金屬新材料（如鋁合金、鈦合金、銅合金、貴金屬、難熔金屬等的設計、加工、檢測）等。
緒論1
0.1金屬塑性加工的特點及其在國民經濟中的地位1
0.2金屬塑性加工的分類1
0.3金屬塑性加工的系統觀4
0.4金屬塑性加工相關理論發展慨況6
0.5金屬塑性加工技術的發展方向7
0.6本課程的主要內容和教學任務8
第1章金屬塑性變形基礎理論10
1.1金屬的塑性變形機制10
1.1.1滑移10
1.1.2孿生20
1.1.3扭折帶和形變帶26
1.1.4擴散塑性變形機理28
1.1.5晶界滑動35
1.1.6變形機制圖37
1.2金屬單晶體的塑性變形39
1.2.1面心立方金屬單晶體的塑性變形39
1.2.2體心立方金屬的塑性變形41
1.2.3六方結構金屬的塑性變形41
1.3金屬多晶體的塑性變形41
1.3.1晶界的影響41
1.3.2晶粒取向的影響41
1.3.3織構強化44
1.3.4晶粒大小對金屬多晶體流變應力的影響44
1.3.5多晶體的軟化機制46
1.4合金的塑性變形47
1.4.1固溶體合金的塑性變形48
1.4.2多相合金的塑性變形54
第2章塑性加工對金屬組織結構與性能的影響規律57
2.1塑性加工的主要工藝參數及其影響57
2.1.1主要工藝參數57
2.1.2熱效應對塑性加工的影響59
2.1.3變形溫度、變形速度以及變形程度對流變應力的影響60
2.2冷加工對金屬組織結構與性能的影響規律63
2.2.1冷加工金屬的組織結構特征63
2.2.2冷加工后金屬性能的變化68
2.2.3冷加工特點72
2.2.4加熱對冷變形金屬的組織結構與性能的影響73
2.3熱加工對金屬的組織結構與性能的影響84
2.3.1熱加工中的軟化過程84
2.3.2熱加工對金屬的組織與性能的影響88
2.3.3熱加工的特點91
2.4溫加工對金屬的組織結構與性能的影響92
2.5劇烈塑性變形對金屬組織結構與性能的影響95
2.5.1細化晶粒的劇烈塑性變形方法95
2.5.2劇烈塑性變形金屬的組織特征與演變機理99
2.5.3劇烈塑性變形對金屬性能的影響101
2.6變形熱處理103
2.6.1時效型合金的形變熱處理104
2.6.2馬氏體轉變型合金的形變熱處理107
第3章金屬塑性加工過程中的織構與各向異性113
3.1晶體取向與織構113
3.1.1晶體取向113
3.1.2織構與取向分布函數118
3.2塑性變形織構119
3.2.1位錯滑移與晶體取向的演變119
3.2.2實際金屬塑性加工過程中織構122
3.2.3影響應變織構的因素125
3.3織構與各向異性126
第4章金屬在塑性加工過程中的塑性行為129
4.1金屬的塑性和塑性指標129
4.1.1塑性的概念129
4.1.2塑性指標及測量方法131
4.2影響金屬塑性的因素132
4.2.1影響金屬塑性的內部因素132
4.2.2影響金屬塑性的外部因素136
4.3金屬材料的可成形性142
4.3.1塊料的可成形性142
4.3.2板料的可成形性143
4.4超塑性144
4.4.1超塑性變形的宏觀特征144
4.4.2超塑性分類145
4.4.3超塑性的力學特征147
4.4.4超塑性變形機理148
4.4.5實現超塑性的條件149
4.4.6超塑變形的應用151
第5章金屬塑性加工過程中的摩擦與潤滑154
5.1塑性加工中摩擦的特點及作用154
5.1.1塑性加工中摩擦的特點154
5.1.2塑性加工中摩擦的作用155
5.2塑性加工中摩擦的分類及機理156
5.2.1摩擦的常見分類156
5.2.2按潤滑狀態分類的摩擦156
5.2.3摩擦的機理157
5.2.4塑性加工時接觸表面摩擦力的計算157
5.3摩擦系數的影響因素和測定方法158
5.3.1摩擦系數158
5.3.2摩擦系數的影響因素159
5.3.3摩擦系數的測定方法161
5.4塑性加工中摩擦導致的磨損164
5.4.1磨損的分類164
5.4.2表征材料磨損性能的參量164
5.4.3磨損失效過程164
5.4.4影響磨損的因素165
5.5塑性加工中的潤滑目的和分類166
5.5.1潤滑的目的166
5.5.2潤滑的分類166
5.6塑性加工中的潤滑機理168
5.6.1流體力學原理168
5.6.2吸附機制169
5.7塑性加工中的潤滑劑169
5.7.1潤滑劑的分類和作用169
5.7.2金屬塑性成形中對潤滑劑的基本要求170
5.7.3金屬塑性成形中常用的潤滑劑171
5.7.4潤滑劑中的添加劑173
5.7.5先進潤滑劑174
5.8金屬塑性加工中常用的摩擦系數和潤滑方法的改進175
5.8.1金屬塑性加工中常用的摩擦系數175
5.8.2潤滑方法的改進176
5.9金屬塑性加工中摩擦與潤滑的實踐應用176
5.9.1鍛造工藝中的摩擦與潤滑176
5.9.2軋制工藝中的摩擦與潤滑177
5.9.3擠壓工藝中的摩擦與潤滑180
5.9.4拉拔工藝中的摩擦與潤滑184
第6章金屬塑性加工過程中的不均勻變形與殘余應力188
6.1金屬質點流動的基本規律188
6.2均勻變形與不均勻變形189
6.3不均勻變形的影響因素和典型現象190
6.4不均勻變形的后果與對策194
6.5殘余應力199
6.5.1基本應力、附加應力和工作應力199
6.5.2殘余應力200
第7章金屬塑性加工過程中的斷裂213
7.1斷裂的物理本質213
7.1.1理論斷裂強度213
7.1.2斷裂強度的裂紋理論214
7.1.3裂紋的萌生和擴展215
7.2斷裂的基本類型218
7.2.1按斷裂應變分類218
7.2.2按斷口形貌分類218
7.2.3按斷裂路徑分類218
7.2.4按斷裂面的取向分類218
7.2.5按服役條件分類219
7.3斷口特征分析219
7.3.1斷口宏觀特征分析219
7.3.2斷口微觀特征分析220
7.4韌性斷裂220
7.4.1韌性斷裂的表現形式220
7.4.2杯錐韌性斷裂的斷裂過程221
7.4.3韌窩斷口及其形成模型221
7.4.4韌性斷裂的特點222
7.5脆性斷裂223
7.5.1解理斷裂的特點223
7.5.2準解理斷裂的特點224
7.5.3沿晶斷裂的特點224
7.6韌性-脆性轉變225
第8章金屬塑性加工過程中的強韌性控制230
8.1金屬強度230
8.1.1強度的概念230
8.1.2強度的分類230
8.1.3工程意義上的強度及其意義231
8.1.4理論上提高強度的方式231
8.2金屬的塑性變形與屈服現象231
8.2.1塑性變形231
8.2.2屈服現象233
8.2.3影響屈服強度的因素234
8.3金屬的強化機制與途徑237
8.3.1變形強化237
8.3.2細晶強化240
8.3.3固溶強化241
8.3.4第二相強化242
8.3.5其他強化方式245
8.3.6強化方式控制的應用245
8.4金屬的韌性和對韌性的評價246
8.4.1金屬的韌性246
8.4.2韌性的評價246
8.5韌化原理及工藝247
8.5.1影響韌性的因素247
8.5.2改善金屬材料韌性的途徑250
8.5.3韌化工藝250
8.6金屬材料的強韌化實踐252
8.6.1鋼鐵材料的強韌化252
8.6.2鋁合金材料的強韌化253
8.6.3鎂合金材料的強韌化253
8.6.4銅合金材料的強韌化255
參考文獻257
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