铸造工程师手册

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出版者:机械工业出版社
作者:铸造工程师手册
出品人:
页数:859
译者:
出版时间:1997-12
价格:95.0
装帧:精装
isbn号码:9787111055259
丛书系列:
图书标签:
  • 铸造
  • 金属铸造
  • 铸造工艺
  • 铸造技术
  • 金属材料
  • 机械工程
  • 制造工程
  • 材料科学
  • 铸件
  • 模具设计
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具体描述

本书是综合性铸造专业技术手册,除提供大量的信息和数据外,还提到一些基本的理论和技术观点,具有较强的实用性和可读性。内容包括实际工作中常用的数据、铸钢、铸铁、非铁金属及合金、造型材料、铸造工艺、特种铸造和铸件品质等。本书是铸造专业工程技术人员的工具书,也可供技术工人和涉及铸造技术的各界人士参考。

现代材料科学与工程前沿 本书聚焦于当代材料科学与工程领域最前沿的理论突破、创新工艺与工程应用,旨在为材料工程师、研究人员及相关领域专业人士提供一份全面、深入且极具前瞻性的参考指南。 --- 第一部分:先进结构材料的突破性进展 本部分深入探讨了在极端服役条件下展现出卓越性能的新型结构材料,重点关注其微观结构调控、性能预测模型及工业化生产面临的挑战与机遇。 第一章:超高熵合金(HEA)的结构-性能关系精细化研究 晶体学与相变动力学: 详细分析了多主元体系中等熵、低熵及高熵状态对晶体结构稳定性的影响。探讨了在快速冷却和热处理过程中,纳米析出相、层状结构及调幅分解(Spinodal Decomposition)的形成机制,以及这些微观特征如何决定材料的屈服强度、韧性与蠕变抗力。 机械性能的非线性响应: 聚焦于高温、高应变速率下的力学行为。介绍了先进的同步辐射技术在原位表征变形过程中位错运动、晶界迁移和孪晶形成方面的应用。讨论了如何利用机器学习方法建立多尺度模型,以精确预测复杂载荷下的疲劳寿命和断裂韧性。 增材制造 HEA 的工艺窗口优化: 针对激光选区熔化(SLM)和电子束熔化(EBM)技术,分析了高冷却速率导致的偏析、孔隙率和残余应力问题。提出了基于过程参数(如激光功率、扫描速度和预热温度)的空间分布控制策略,以实现致密化、性能均一的复杂构件制造。 第二章:智能与自适应复合材料的集成设计 功能梯度材料(FGM)的界面工程: 探讨了陶瓷基、金属基及聚合物基 FGM 的设计原理。重点阐述了通过梯度铺层、反应扩散或原位反应合成技术,实现材料性能(如热膨胀系数、导热性)在界面上的平滑过渡,从而显著提升热冲击稳定性和抗剥离能力。 压电与磁致伸缩复合体的多物理场耦合: 深入研究了用于传感器、执行器和能量收集装置的智能复合材料。分析了压电纤维/基体界面处的应力传递效率,以及磁场对复合材料磁滞回线和电磁耦合系数的影响。讨论了如何通过优化纤维排列和填料形貌,最大化材料的机电耦合效率。 自修复高分子基复合材料的机制探究: 关注于微囊破裂型、血管网络型及热力学可逆型自修复系统的设计。分析了修复剂的迁移、扩散与聚合反应动力学,以及修复后界面粘接强度和疲劳性能的恢复程度评估方法。 --- 第二部分:能源与环境材料的系统性革新 本部分着眼于可持续发展目标,详细介绍在高效能源转化、储存及环境治理方面取得突破性进展的功能性材料。 第三章:下一代固态电解质与电极材料的界面阻抗控制 固态电池(SSB)的电化学特性: 详述了硫化物、氧化物和聚合物固态电解质的离子电导率(σ_ion)机制。特别关注了界面物理化学在固态电池性能中的核心作用,包括固-固界面处的接触电阻、空间电荷层形成及锂枝晶的抑制策略。 高比容量正极材料的结构稳定性: 剖析了富锂锰基、镍钴锰(NCM)高镍材料在深脱嵌锂过程中的结构演变,如相变、表面重构和氧释气。提出了通过表面包覆(如 Al2O3, ZrO2)和掺杂(如 F, Mg)来稳定晶格结构,提升循环寿命和安全性的具体技术路径。 金属锂负极的均匀沉积技术: 探讨了通过引入人工固体电解质界面(SEI)或使用三维多孔骨架(如 Li-Si 复合体)来调控锂沉积形貌。介绍了原位光谱技术(如拉曼、XPS)对动态 SEI 演变的实时监测方法。 第四章:催化与吸附材料的纳米结构调控 单原子催化剂(SACs)的活性位点设计: 阐述了将贵金属原子锚定在特定载体(如氮化碳、石墨烯、金属有机框架)上的合成方法学。讨论了载体电子结构对中心原子氧化态、配位环境及催化反应能垒的精细调控,尤其是在析氢反应(HER)和氧还原反应(ORR)中的应用。 高通量筛选与计算辅助设计: 介绍了基于密度泛函理论(DFT)的计算筛选平台,用于预测新型非贵金属催化剂(如 Fe-N-C)的本征活性和稳定性。讨论了如何将高通量实验与计算结果结合,加速催化剂的研发周期。 环境污染物的高效吸附剂: 聚焦于对新兴污染物(如全氟和多氟烷基物质 PFAS、抗生素)具有高选择性和高容量的吸附材料。详细分析了 MOFs、COFs 和新型离子交换树脂在水处理中的吸附-解吸循环性能优化策略。 --- 第三部分:先进制造与过程控制的数字化转型 本部分关注材料制备过程的精准化、智能化和可追溯性,强调过程-结构-性能链的闭环控制。 第五章:增材制造过程的熔池动力学与缺陷表征 多物理场耦合模拟: 详细构建了激光-粉末相互作用、熔池传热传质、凝固过程的数值模型。分析了在不同扫描策略下,由马兰戈尼效应、湍流和快速冷却速率导致的内部缺陷(如热裂纹、未熔合)的形成机理。 原位过程监测与反馈控制: 介绍了使用高速红外相机、高分辨率 CMOS 传感器和超声波传感器对 SLM 过程中的熔池形态、温度场和声发射信号进行实时监测。探讨了基于深度学习算法的缺陷识别与熔池尺寸实时反馈调整系统。 后处理的残余应力消除与组织重构: 讨论了热等静压(HIP)和选择性激光重熔(SLM-R)技术对消除增材制造残余应力的有效性。研究了不同热处理路径对各向异性材料微观组织(如晶粒取向、位错密度)的重构与性能均匀化的影响。 第六章:材料基因组计划(MGI)与数据驱动的材料发现 高通量实验平台的设计与自动化: 介绍了机器人集成、微量样品制备和自动化表征流程在材料快速筛选中的应用。重点阐述了如何通过高通量组合化学或薄膜沉积技术,快速生成具有结构梯度或成分梯度的材料库。 数据管理与本体论构建: 强调了建立标准化的材料数据格式和元数据结构的重要性。讨论了如何利用材料本体论(Materials Ontology)来组织和关联来自模拟、实验和文献的异构数据,确保数据可查询、可解释和可重用。 正向和逆向设计: 阐述了如何结合贝叶斯优化、高斯过程回归等先进机器学习算法,实现从特定性能目标反推所需材料成分和制备工艺的逆向设计流程。同时,探讨了如何利用生成对抗网络(GANs)等深度学习模型,预测具有新颖结构的稳定材料。 --- 总结与展望 本书的最终目标是推动材料科学研究从传统试错法向理性设计和精确制造范式的根本性转变。通过整合跨学科知识,我们期望读者能够掌握驾驭复杂材料体系的工具箱,为下一代高性能工程解决方案奠定坚实的理论和实践基础。 本书内容涉及材料的原子尺度设计、宏观力学行为、能源转换效率以及大规模制造的数字化控制,全面覆盖了当前材料科学研究的热点与难点。

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目录信息

目 录
第一章 综合性资料
1标准编号
1.1中国标准代号
1.2部分国外标准代号
2国际单位制和我国的法定计量单位
2.1国际单位制的构成
2.2我国的法定计量单位
2.3常用计量单位的换算
3一些元素的物理性能和铸造行业常用
化工产品的性质
3.1一些元素的物理性能
3.2一些常用的无机化工产品的
基本性质
3.3 一些常用的有机化工产品的
基本性质
3.4 铸造生产中常用盐类的性质
4铸造生产中常见矿物的基本特性
5常用平面图形和几何体的计算公式
5.1常用平面图形的计算公式
5.2常用几何体的计算公式
6熔炼铸造合金用的金属原料和
合金化材料
6.1生铁
6.2硅铁及含硅材料
6.3锰铁、金属锰和以锰为主的合金
6.4 铬铁和金属铬
6.5其它铁合金
6.6有色金属和合金
6.7 其它合金
6.8轴承合金
7耐火材料和隔热材料
7.1耐火材料的耐火度及其评定
7.2耐火材料的分类
7.3成形耐火制品
7.4不定形耐火材料
7.5隔热材料
8燃料
8.1固体燃料
8.2液体燃料
8.3气体燃料
9造渣材料及其它材料
9.1造渣材料
9.2其它有关材料
10 铸造生产中常用的相图
(包括氢在某些金属中的溶解度)
10.1铁系二元相图
10.2铝系二元相图
10.3铜系二元相图
10.4镁系二元相图
10.5镍系二元相图
10.6一些重要氧化物的二元相图
二章 铸钢及其熔炼
1铸钢材料
1.1铸钢牌号的表示方法
1.2一般工程用铸造碳钢
1.3焊接结构用铸造碳钢
1.4低合金高强度铸钢
1.5承压铸钢件
1.6微量合金化铸钢
1.7铸造不锈钢和耐蚀合金
1.8铸造耐热钢
1.9耐磨钢和抗磨钢
1.10特殊用途的铸钢
2铸造用钢的熔炼和浇注
2.1熔炼过程简述
2.2 电弧炉炼钢
2.3平炉炼钢
2.4感应电炉炼钢
2.5其它冶炼方法
2.6 铸钢的浇注
3炉外精炼
3.1液流脱气法
3.2搅拌脱气法
3.3加热精炼法
3.4喷粉精炼法
4铸钢件的热处理
4.1铸钢件热处理的工艺要素
4.2各种铸钢件的热处理工艺
4.3铸钢件的其它热处理方法
第三章 铸铁及其熔炼
1灰铸铁
1.1灰铸铁的牌号
1.2灰铸铁的性能
1.3灰铸铁的金相组织
1.4灰铸铁的化学成分
1.5配料及过热熔炼
1
.6灰铸铁的孕育处理
1.7 灰铸铁的冶金品质(质量)
指标
1.8灰铸铁的时效、振动时效及
热处理
1.9 灰铸铁件
2球墨铸铁
2.1球墨铸铁的牌号
2.2球墨铸铁的性能
2.3球墨铸铁的金相组织
2.4球墨铸铁的化学成分
2.5球化及孕育
2.6球墨铸铁件的热处理
2.7球墨铸铁的应用
3蠕墨铸铁
3.1蠕墨铸铁的牌号
3.2蠕墨铸铁的性能
3.3蠕墨铸铁的金相组织
3.4蠕墨铸铁的化学成分
3.5蠕化及孕育
3.6蠕墨铸铁的热处理
3.7蠕墨铸铁的应用
4可锻铸铁
4.1可锻铸铁的分类
4.2可锻铸铁的牌号
4.3黑心(铁素体)可锻铸铁
4.4珠光体可锻铸铁
4.5白心可锻铸铁
4.6球墨可锻铸铁
5抗磨铸铁
5.1抗磨白口铸铁
5.2冷硬铸铁
5.3中锰球墨铸铁
6耐热铸铁
6.1耐热铸铁的牌号
6.2铬系耐热铸铁
6.3中硅耐热铸铁
6.4铝系耐热铸铁
6.5耐热铸铁的应用
7耐蚀铸铁
7.1铝铸铁及铝硅铸铁
7.2高硅耐蚀铸铁
7.3高铬耐蚀铸铁
7.4高镍耐蚀铸铁
8铸铁的熔炼
8.1冲天炉熔炼
8.2电炉熔炼
8.3回转炉熔炼
8.4双联熔炼
9铁液品质(质量)控制及浇注
9.1铁液脱硫
9.2铁液品质(质量)的炉前
快速检测
9.3浇注温度
9.4自动浇注
第四章 铸造有色金属和合金
及其熔炼
1铸造有色金属和合金的牌号表示
方法
1.1铸造有色纯金属
1.2铸造有色合金
2铸造纯铜和铜合金
2.1铸造纯铜和低合金铜
2.2铸造铜合金
2.3铜合金的熔炼
3铸造纯铝和铝合金
3.1工业纯铝铸件
3.2铸造铝合金
3.3铝合金的熔炼
4铸造镁合金
4.1铸造镁合金的分类及其主要
特点
4.2铸造镁合金的规格
4.3铸造镁合金的熔炼
4.4镁合金铸件的热处理
5铸造锌合金
5.1合金及性能
5.2锌合金的熔炼和热处理
6 铸造钝钛和钛合金
6.1钛和钛合金中的合金元素
6.2钛合金的分类
6.3铸造纯钛和钛合金的规格
6.4钛合金的熔炼和铸造
6.5钛和钦合金铸件的热处理
7铸造轴承合金
7.1轴承合金的分类
7.2铸造轴承合金的规格
7.3 轴承合金的熔炼和浇注
8铸造纯镍和镍合金
第五章 造型材料
1原砂
1.1硅砂
1.2非硅质砂
1.3原砂的粒度和粒度分布
1.4原砂的颗粒形状
1.5原砂的含泥量和砂粒的表面
性状
1.6原砂的pH值和需酸量
1.7 我国一些重要的天然硅砂产地
2常用的粘结材料和辅助材料
2.1粘土
2.2 水玻璃
2.3树脂粘结剂
2.4油类粘结剂
2.5其它粘结剂
2.6常用的辅助材料
3粘土粘结砂
3.1粘土砂的特点
3.2粘土湿型砂
3.3 粘土干型及表面干燥型用砂
4水玻璃粘结砂
4.1水玻璃砂的特点
4.2吹CO2硬化的水玻璃砂
4.3脱水硬化的水玻璃砂
4.4自硬水玻璃砂
5树脂粘结砂
5.1加热硬化工艺
5.2自硬砂工艺
5.3吹气(雾)硬化的工艺
6其它型砂和芯砂
6.1水泥粘结砂
6.2油砂
7铸造涂料
7.1铸造涂料所用的原材料
7.2涂料的流变性能
7.3 涂料的使用
8旧砂再生
8.1机械再生设备
8.2热法再生设备
8.3湿法再生设备
第六章 铸造工艺
1概述
1.1铸造工艺设计的概念
1.2设计依据
1.3 铸件工艺设计的内容和编制
程序
1.4铸造工艺符号及表示方法
2铸件的凝固和收缩
2.1铸件的凝固
2.2 铸件形成过程中金属的收缩
2.3补偿各种收缩的措施
2.4铸铁的收缩特点及其影响
3铸件设计要点和铸件的工艺性
3.1铸件品质(质量)对零件结构
的要求
3.2铸造工艺对零件结构的要求
3.3不同铸造合金对零件结构
的要求
4砂型铸造的工艺方案
4.1造型和造芯方法
4.2确定浇注位置的原则
4.3确定分型面的原则
4.4 一型中铸件数量的确定及其
安排
5工艺参数的选择
5.1铸造收缩率
5.2铸件尺寸公差
5.3铸件质(重)量公差
5.4机械加工余量
5.5起模斜度
5.6非加工壁厚的负余量
5.7最小铸出孔和槽
5.8 反变形量
5.9工艺肋(筋)
5.10分型负数
6砂芯设计
6.1砂芯的分级
6.2 砂芯的设置
6.3砂芯的固定
6.4砂芯的定位
6.5芯头的尺寸和间隙
6.6芯撑
6.7芯骨
6.8砂芯的排气
6.9砂芯的组合及预装配
7浇注系统
7.1浇注系统各组元
7.2 浇注系统的类型和选择
7.3铸铁件的浇注系统
7.4 铸钢件的浇注系统
7.5 有色金属铸件的浇注系统
7.6特殊形式浇注系统
8冒口
8.1冒口的种类
8.2铸钢件的冒口
8.3灰铸铁件的冒口
8.4球墨铸铁件的冒口
8.5可锻铸铁件的冒口
8.6铜合金铸件的冒口
8.7铝合金铸件的冒口
第七章 特种铸造
1.特种铸造工艺概述
1.1特种铸造方法及其工艺过程特点
1.2各种特种铸造法的应用范围
2熔模铸造
2.1概述
2.2模料和制模工艺
2.3制壳材料和工艺
2.4熔失熔模、型壳焙烧和浇注
2.5脱壳和铸件清理
2.6熔模铸件常见缺陷分析
3金属型铸造
3.1金属型铸造的特点
3.2 金属型铸造机的选用
3.3铸造工艺设计
3.4金属型设计
3.5 金属型铸造工艺
3.6 铸件常见缺陷及防止方法
4压力铸造
4.1压铸工艺原理及参数
4.2压铸合金
4.3压铸机
4.4压铸件的设计
4.5压铸件
5低压铸造及反压铸造
5.1低压铸造
5.2 反压铸造
6挤压铸造
6.1挤压铸造工艺概述
6.2挤压铸造机
6.3挤压铸造铸型
6.4挤压铸造工艺参数
6.5挤压铸造工艺应用举例
7离心铸造
7.1概述
7.2离心铸造原理
7.3离心铸造工艺
7.4离心铸造机
7.5离心铸型
7.6离心铸铁管
7.7离心铸铁轧辊
7.8离心铸造气缸套
7.9离心铸造钢管
7.10离心铸造钢背轴套
8消失模铸造
8.1概述
8.2成形基础理论
8.3模样材料及制模技术
8.4涂料技术
8.5铸造工艺
8.6铸造缺陷
9石膏型铸造
9.1石膏型铸造的工艺特点
9.2石膏型铸造方法的分类、工艺过程
及应用
9.3石膏及石膏型的理论基础
9.4 制备石膏型用的各种原材料
9.5石膏混合料浆体的制备及灌注
10陶瓷型精密铸造
10.1概述
10.2 陶瓷型工艺
10.3影响尺寸精度的因素
10.4影响表面粗糙度的因素
11连续铸造
11.1概述
11.2连续铸造钢坯
11.3 (半)连续铸造铁管
11.4连续铸造铁坯
11.5有色合金的连续铸造
12 真空吸铸
12.1 概述
12.2真空吸铸工艺
12.3真空吸铸机
第八章 铸件品质(质量)
1铸件的尺寸精度
1.1尺寸公差
1.2壁厚公差
1.3错型量
1.4公差带设置
1.5公差在图样上的标注
1.6铸件尺寸公差等级的选择
1.7铸件尺寸精度的行业规定
2铸件的质(重)量公差
2.1质(重)量公差等级
2.2 质(重)量公差等级的选择
2.3 铸件质(重)量偏差的影响因素
3铸造表面粗糙度
3.1表面粗糙度参数
3.2铸件表面粗糙度的选定
3.3铸造表面粗糙度比较样块
3.4铸造表面粗糙度评定方法
4铸件缺陷的检验
4.1目视检验与无损检测
4.2渗透检测
4.3磁粉探伤
4.4超声波探伤
4.5射线探伤
5铸件缺陷修复
5.1铸钢件的焊补
5.2铸铁件的焊补
5.3铸铝件的焊补
5.4浸渗修补
6铸件的品质(质量)等级
6.1品质(质量)评定内容及等级
6.2品质(质量)分等
6.3评定方法
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我是一名资深的铸造车间主管,手里管着好几条生产线,对工艺的理解已经非常深入,所以对书籍的期待是完全不同的。我更感兴趣的是那些超越基础知识的、关于“优化”和“前沿控制”的内容。我希望这本书不仅仅是“教你怎么做”,而是“教你如何做得更好、更稳定”。特别是关于智能化铸造和工业4.0在砂型准备、热处理监控方面的应用,这部分内容是否足够新颖和具有前瞻性,决定了这本书是否值得我花费时间去细读。如果它只是对经典知识的重新编排,对我来说吸引力不大。我需要的是能推动我进行工艺革新、帮助我实现“零缺陷”生产目标的关键洞察。对于成本控制和能源效率的优化策略,如果能有量化的模型和实施步骤,那就更完美了。

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这本《铸造工程师手册》无疑是一本行业内的宝藏,我对它期待已久。作为一名初入行的新手,我对铸造工艺的复杂性和深度感到既兴奋又有些不知所措。我听说这本书的结构非常系统,从材料学的基础到各种熔炼、造型、浇注和后处理技术的详尽介绍,几乎涵盖了铸造过程的每一个环节。我特别关注那些关于新型合金和先进模拟技术的部分,希望能够从中找到提升产品质量和效率的突破口。这本书的图文并茂,理论结合实践的编排方式,对于我这种需要大量视觉辅助来理解抽象概念的人来说,简直是福音。我希望它能提供足够深入的案例分析,让我能将书本知识快速转化为实际操作能力,而不是停留在纸上谈兵的层面。总而言之,它被寄予厚望,希望能成为我职业生涯中不可或缺的工具书,指引我跨越新手期的迷茫,稳健地迈向专业化。

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坦率地说,我购买这本书更多是出于职业惯性,毕竟在我们的圈子里,一本全面、权威的参考手册是必不可少的。我更看重的是它在处理疑难杂症时的实用价值。比如,在应对复杂的内腔结构件的铸造缺陷时,传统的经验往往不够用,我需要的是一本能提供基于热力学和流体力学原理的、经过严格验证的解决方案的权威指南。这本书的作者团队据说汇集了国内外顶尖的专家,这让我对其中关于缺陷成因的深度剖析抱有极高期待。我希望能看到关于新型环保型涂料和特种材料处理的最新进展,这直接关系到我们工厂未来的可持续发展战略。如果它能提供一套清晰的故障排除流程图,那这本书的价值将是无可估量的,能大大缩短我们团队解决重大生产问题的周期。

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从一个长期关注行业标准和规范的质量管理人员的角度来看,我最看重的是这本书在“标准引用”和“可追溯性”方面的严谨性。在现代制造业中,每一个工艺参数都必须有据可查,并且符合国际或国家标准。我希望这本书不仅提供了操作指南,更重要的是,它能清晰地标明哪些操作是基于哪个现行标准(如ASTM、ISO等)的要求。此外,对于如何建立完善的工艺记录和数据分析体系,以实现生产过程的全生命周期质量追溯,如果能提供一套系统的框架或模板,那这本书的实用价值将跃升一个台阶。这不仅仅是技术问题,更是管理和合规性的问题,一本优秀的工程师手册必须在这方面做到滴水不漏。

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这本书的装帧和印刷质量非常精良,拿在手里就有一种厚重和专业感。我主要被它对“材料行为”的描述所吸引。在铸造过程中,金属液流动的瞬间变化和凝固前沿的微观结构演变,这些都是肉眼难以观察到的,而它们却是决定最终性能的关键。我期待这本书能用最清晰的图示和最精确的数学模型,将这些复杂的物理化学过程可视化。对于那些关于晶粒细化剂的精确添加时机、以及不同冷却速率下枝晶网络形成机制的对比分析,我希望能有详尽的阐述。只有深入理解了微观层面的变化,才能真正地从宏观上掌控铸件的力学性能,比如疲劳强度和抗蠕变性。这对我进行高端航空航天零部件的研发至关重要。

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