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页数:194

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出版时间:2001-8

价格:12.80元

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isbn号码:9787040098778

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• 金属工艺
• 金属材料
• 材料科学
• 机械工程
• 制造技术
• 工艺学
• 金属加工
• 铸造
• 锻造
• 焊接

锻造与塑形：现代金属加工技术深度解析 本书简介： 本书旨在全面、深入地探讨现代金属加工领域的核心技术与前沿发展，为材料工程师、机械设计人员、工艺技术人员以及相关专业学生提供一本兼具理论深度与实践指导意义的参考手册。我们摒弃了传统教材中对基础理论的简单罗列，转而聚焦于先进制造工艺的机理剖析、性能优化路径的科学探究以及复杂工程应用中的问题解决策略。 全书结构严谨，内容涵盖了金属材料的本构行为、塑性变形的微观机制、高效切削加工的物理模型、增材制造的工艺窗口控制，以及表面工程的界面调控等多个关键维度。 --- 第一部分：金属塑性变形的微观结构基础与本构关系 本部分致力于揭示金属在受力作用下，其内部微观结构（晶粒、位错、晶界）如何演变，并建立宏观力学行为与微观机制之间的桥梁。 第一章：晶体塑性与位错动力学 详细阐述了金属的滑移体系、孪晶机制及其在不同温度和应变速率下的激活行为。重点分析了位错的产生、运动、交割和塞积对材料硬化率的影响。引入了先进的位错密度演化方程，用以精确预测大塑性变形过程中的应力应变响应。我们探讨了高熵合金、纳米晶材料等新型晶体结构在塑性流动中的独特性质，并对比了传统晶体塑性有限元（CPFEM）方法在模拟复杂变形路径中的优势与局限。 第二章：金属材料的本构模型与本构关系建立 超越经典的理想弹塑性模型，本书深入介绍了状态变量（State Variables）本构模型，如Johnson-Cook模型、Voce模型及其改进形式，特别关注于高温蠕变和动态再结晶过程的耦合描述。针对极端工况，如高速冲击和超高应变率下的材料响应，我们引入了粘塑性本构理论，并通过实验数据验证了模型在描述材料率敏感性方面的准确性。本章还包含了一整节关于电子背散射衍射（EBSD）技术在原位测量晶粒取向、应变梯度和晶界特征方面的应用，为本构模型参数的确定提供了精确的微观输入。 --- 第二部分：先进塑性成形工艺的理论与优化 本部分是本书的实践核心，聚焦于如何通过精确控制外部载荷和边界条件，实现金属制件的几何形状精确控制和性能提升。 第三章：复杂金属件的冷热成形机理 深入分析了深冲压、辊压成形、旋压和液态模锻等关键成形工艺的载荷条件与变形模式。在热成形领域，重点讨论了相变诱导塑性（TRIP）效应在汽车结构件制造中的利用，以及如何通过热处理路径对最终零件的强度和韧性进行“锁定”。对于模具设计，提出了基于拓扑优化的承载结构设计方法，以减少成形过程中的回弹和局部失稳。 第四章：高精度与低缺陷的增材制造工艺 本书将增材制造（AM）视为一种特殊的塑性成形过程。我们详细剖析了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）过程中的熔池动力学、凝固速率梯度与残余应力的生成机制。关键在于如何通过调整激光功率、扫描策略和惰性气体流场，有效抑制孔隙率的形成和晶粒的粗大化。针对增材制造件的各向异性问题，提出了一种基于局部热历史的晶粒生长模拟方法，指导优化扫描路径以获得更均匀的微结构。 第五章：材料去除过程中的热-力-电耦合 本章着重于传统和新型的材料去除技术。在高速与超高速切削中，探讨了切削热对刀具磨损和工件表面完整性的综合影响，并引入了耦合热-力-电磁场的有限元模型来预测车削和铣削过程中的积屑瘤形成和振动抑制。此外，还详尽介绍了电化学加工（ECM）和激光冲击强化（LSP）技术，这些技术通过非接触或微观作用，在不引入热影响区（HAZ）的情况下，显著改善材料表面性能。 --- 第三部分：材料性能的界面控制与表面工程 现代工程对材料的服役可靠性提出了更高要求，本书将表面性能的调控视为决定零件寿命的关键环节。 第六章：先进热处理与相变控制 本章超越了基础的退火和淬火回火。重点研究了等温淬火、贝氏体钢的相变诱导硬化，以及激光相变硬化等局部热处理技术。引入了扩散偶模型来模拟元素在固态下的迁移行为，精确预测渗碳、渗氮层深度的分布。对于超高强度钢，详细讨论了马氏体析出强化的机制，以及通过等温整形来优化残余应力分布的方法。 第七章：高性能表面改性技术与涂层界面 深入探讨了物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）涂层的微观结构设计，特别是梯度功能涂层（FGM）的制备与界面结合力的提升策略。在机械表面强化方面，详尽分析了喷丸强化的残余压应力分布模型，并比较了其与激光熔覆技术在修复高价值部件上的适用性。本章特别关注了等离子喷涂过程的液滴行为和氧化物的控制，以确保涂层在极端摩擦磨损环境下的长期稳定性。 --- 结语与未来展望 本书在技术层面深度挖掘了现有工艺的物理极限，并在理论层面提供了精细的计算工具。它不仅是工艺操作指南，更是一本关于如何理解和驾驭金属变形与组织演化规律的深度专著。本书面向的读者，将能够掌握从原子尺度到宏观部件的完整工艺链条的分析和控制能力。 目标读者： 高级材料科学与工程研究生、从事高端装备制造（如航空航天、能源、生物医学器械）的研发工程师、工艺优化专家。 ---

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一直以来，我对各种材质的特性都充满好奇，尤其是那些坚固、耐用且能通过巧妙加工展现出无限可能的金属。当我偶然翻阅到《金属工艺学》这本书时，内心是无比期待的。虽然我并非科班出身，但作为一个热衷于DIY和对事物原理刨根问底的普通读者，我对这本书的期望很高。我希望它能像一位经验丰富的老工匠，用通俗易懂的语言，为我揭开金属世界的神秘面纱。我希望书中能够详细阐述各种金属的物理和化学性质，比如它们的熔点、硬度、延展性、导电导热性等等，这些基础知识对于理解后续的加工工艺至关重要。更重要的是，我希望能深入了解不同金属在实际应用中的优劣势，比如为什么某些场合适合使用不锈钢，而在另一些场合则需要选用铝合金。我对书中关于金属合金的构成和性能变化部分尤为感兴趣，了解不同元素的添加如何赋予金属新的特质，是令人着迷的。此外，如果书中能穿插一些历史上著名的金属制品案例，并分析其背后的工艺原理，那将大大增加阅读的趣味性。例如，古代兵器、精美首饰、或是宏伟的建筑结构，它们都凝聚着人类对金属的智慧和创造力，我想知道这些伟大的作品是如何在有限的条件下被创造出来的。总之，我期待《金属工艺学》能够成为我的一个启蒙读物，让我对金属有一个系统而深刻的认识，并激发我对金属工艺更进一步的探索热情，哪怕只是作为一名爱好者，也希望能从中汲取知识，让我的动手能力和对材料的理解更上一层楼。

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我一直对工业制造领域充满了浓厚的兴趣，尤其是那些能够将原材料转化为精密零件的工艺流程。《金属工艺学》这本书，我把它视为一本深入了解工业生产“幕后故事”的钥匙。我希望书中能够系统地介绍金属的冶炼过程，从矿石的提取到最终的纯金属或合金的制备，这个复杂而神奇的过程一直让我感到震撼。我希望能了解到不同冶炼方法的原理，例如高炉炼铁、电弧炉炼钢等，以及在这个过程中可能遇到的技术难题和解决方案。对于金属的热处理工艺，如退火、正火、淬火、回火，我更是充满了求知欲。我希望能理解这些热处理过程是如何改变金属的显微组织和宏观性能的，以及不同的热处理工艺对金属的硬度、强度、韧性等力学性能会产生怎样的影响。如果书中能配以金属显微组织的照片或示意图，并解释不同组织形态与性能之间的关系，那将是极大的帮助。我还非常期待书中能够探讨金属的疲劳、蠕变、断裂等失效机理，以及如何通过合理的工艺设计和材料选择来避免这些问题的发生。这些对于理解金属材料在承受长期载荷或恶劣环境下的表现至关重要。如果能有关于金属材料在航空航天、汽车制造、能源等关键领域应用的案例分析，并深入剖析其中所涉及的金属工艺技术，那将更能体现这本书的价值，让我看到理论知识是如何转化为实际生产力的。

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我是一个热爱生活、喜欢动手解决问题的人，而金属材料的强大和多变总是让我着迷。《金属工艺学》这本书，我希望它能成为我认识金属、玩转金属的入门指南。我期待书中能用简单易懂的语言，介绍各种常见的金属材料，比如铁、铝、铜、不锈钢等等。不仅仅是它们的名称，更重要的是它们各自的“脾气”——比如铁容易生锈，但坚固；铝很轻便，但强度可能不如铁。我希望书中能解释为什么它们会有这些特性，可能是一些关于原子结构或者分子层面的简单描述。对于金属的加工，我希望能了解一些基础的工具和方法。比如，如果我想把一块金属板弯成一个弧形，我需要用什么工具？是加热一下，还是用一些特殊的模具？我希望书中能有一些图文并茂的讲解，让我能直观地理解这些过程。对于切割金属，我希望能了解到不同锯片或者砂轮的用途，以及使用它们时需要注意的安全事项。我还想知道，如果我想把两块金属连接在一起，除了焊接，还有没有其他更简单的方法，比如用铆钉或者一些特殊的胶水？如果书中能提供一些关于如何选择合适的金属材料来制作家居用品、小工具或者装饰品的小建议，那将是非常实用的。

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我对制造业的流程一直抱有强烈的探索欲，尤其是那些能将原材料转化为复杂精密零件的环节。《金属工艺学》这本书，在我看来，是一扇通往工业世界内部运作的窗口。我非常希望能从书中深入了解到金属材料在不同加工方式下的变形机制。例如，在塑性变形过程中，金属晶格内部会发生怎样的变化？位错的运动是如何影响金属的强度和塑性的？我希望书中能用清晰的图示来解释这些微观现象，并进一步阐述这些微观变化与宏观力学性能之间的关联。对于切削加工，我期待能了解到不同刀具材料（如高速钢、硬质合金、陶瓷刀具）的性能特点，以及它们在加工不同金属材料时的适用性。同时，我也希望了解切削参数（如切削速度、进量、切削深度）对加工质量和效率的影响。在焊接领域，我渴望深入理解不同焊接方法的原理，例如气体保护焊、埋弧焊、激光焊等，以及它们的适用范围和优缺点。如果书中能提供关于焊接接头强度、塑性和韧性的分析，并探讨如何避免焊接缺陷，那将非常有价值。此外，我希望书中能涉及金属表面强化技术，如渗碳、氮化、喷丸等，它们如何提高金属工件的耐磨性和抗疲劳性能，从而延长产品的使用寿命。

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作为一名对机械设计有着浓厚兴趣的爱好者，我深知材料选择和加工工艺对最终产品性能的影响至关重要。《金属工艺学》这本书，我希望能从中获得更扎实的理论基础和更广阔的视野。我期待书中能够对各种常用金属材料，如碳钢、合金钢、铸铁、铝及其合金、铜及其合金、钛及其合金等，进行详细的分类和介绍。不仅仅是列举它们的成分和基本性能，更希望能够深入分析它们的组织结构、相变规律以及这些因素是如何决定它们的力学性能、物理性能和化学性能的。我希望书中能提供关于金属材料在不同温度、不同应力状态下的行为表现，以及它们在腐蚀性环境下的抗腐蚀能力。对于金属成形工艺，我希望书中能详细介绍冷加工和热加工的工艺流程、设备要求以及它们各自的优缺点。例如，在冷加工方面，我希望了解拉深、弯曲、挤压等工艺的原理和应用；在热加工方面，我希望了解铸造、锻造、轧制、焊接等工艺的细节。更重要的是，我希望书中能够探讨如何根据零件的形状、尺寸精度、表面质量要求以及所承受的载荷条件，来选择最合适的金属材料和加工工艺。如果书中能包含一些实际的案例研究，分析设计师是如何在满足性能要求的前提下，权衡成本和工艺可行性来做出材料和工艺选择的，那将非常有启发性。

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我是一名对材料科学基础理论有一定了解的学生，但我总觉得理论知识与实际应用之间还存在一些鸿沟。《金属工艺学》这本书，我期待它能成为我连接理论与实践的桥梁。我希望书中能够提供关于金属相图的详细解读，并解释相图是如何指导合金的设计和热处理的。例如，我希望能理解二元、三元相图中不同相区的含义，以及相变过程的动力学。对于金属的凝固过程，我希望能了解到不同铸造方法（如砂型铸造、金属型铸造、压铸）的原理和特点，以及如何控制凝固过程以获得良好的铸件质量。在热加工方面，我希望书中能详细介绍锻造、轧制、挤压等工艺的变形机理和工艺参数的控制。特别是对于轧制过程，我希望能了解不同轧辊的形状和运动方式如何影响金属的塑性变形。我对于金属的连接技术也非常感兴趣，希望书中能详细介绍焊接、钎焊、螺纹连接、铆接等方法的原理、工艺特点和适用范围。如果书中能提供关于不同连接方式的强度分析和设计准则，那将对我今后的设计实践非常有帮助。此外，我希望书中能探讨金属材料在极端环境下的行为，例如高温、低温、高压、腐蚀等，以及如何通过材料选择和工艺设计来应对这些挑战。

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作为一名对工程技术领域有着浓厚兴趣的初学者，《金属工艺学》这本书，我期望它能为我打开一扇了解金属世界的大门。我希望书中能够系统地介绍金属材料的基本分类，包括黑色金属和有色金属，并对常见的金属及其合金进行详尽的介绍。例如，我希望能了解不同钢种（如碳钢、合金钢、不锈钢）的成分、组织结构以及它们在不同应用场景下的优缺点。对于铝合金、铜合金、钛合金等有色金属，我也希望能够有所了解，比如它们的比强度、导电性、耐腐蚀性等特性。在加工工艺方面，我期待书中能够详细介绍金属的切削、磨削、钻孔、攻丝等机械加工方法，并解释不同工艺对工件尺寸精度和表面粗糙度的影响。我对于金属的塑性成形技术也充满了好奇，例如冲压、拉伸、弯曲、旋压等，希望书中能有清晰的图示和案例来展示这些工艺的过程。此外，我希望能了解金属的焊接和钎焊技术，包括各种焊接方法的原理、优缺点以及在焊接过程中需要注意的问题。如果书中能涉及金属材料的力学性能测试方法，如拉伸试验、硬度试验、冲击试验等，并解释这些测试结果的意义，那将对我理解材料性能非常有帮助。

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在我心中，金属一直是力量、坚固与艺术的象征。《金属工艺学》这本书，我期待它能让我更深入地理解金属的“性格”是如何塑造的。我希望书中能够详细阐述金属的晶体结构，以及晶格缺陷（如空位、间隙原子、取代原子、位错）是如何影响金属的强度、塑性和韧性的。我希望能了解到，金属的变形不仅仅是宏观上的形变，其内部更是发生了复杂的微观变化。对于金属的热处理，我渴望深入理解退火、正火、淬火、回火等工艺对金属微观组织和宏观性能的影响。例如，为什么淬火能使钢变硬？回火又能让它在保持一定硬度的同时增加韧性？如果书中能配以金属显微组织的照片，并解释不同组织（如奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体）与性能的关系，那将是非常直观的。我对于金属的疲劳和断裂行为也充满了疑问，希望书中能解释金属在反复载荷作用下为何会失效，以及如何通过材料选择和工艺设计来提高其抗疲劳性能。此外，我还希望书中能探讨金属材料在极端环境下的表现，例如高温下的蠕变，低温下的脆性断裂，以及在化学腐蚀环境下的失效机理。

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作为一名业余模型制作者，我对能够将心中所想的复杂结构用实体呈现出来有着强烈的追求，而金属材料常常是我创作中不可或缺的一部分。因此，一本关于金属工艺的书籍，对我来说，简直是雪中送炭。我期待《金属工艺学》能够深入浅出地讲解各种常见的金属加工方法。比如，我特别想了解金属切削的原理，刀具的几何角度如何影响切削效率和表面光洁度，以及不同类型的切削机床（如车床、铣床、刨床）各自的特点和适用范围。对于塑性加工，如锻造、冲压、轧制，我也希望书中能有详细的图解和案例分析，让我明白如何通过施加外力来改变金属的形状，并且在变形过程中金属内部会发生怎样的微观变化。我对焊接和钎焊技术也充满了好奇，希望书中能够详细介绍不同焊接方法的优缺点，例如电弧焊、气焊、电阻焊等等，以及在焊接过程中需要注意的安全事项和常见的缺陷类型，并提供相应的预防和处理方法。如果书中能附带一些不同金属焊接后的力学性能测试结果对比，那将对我选择合适的连接方式非常有帮助。此外，我渴望了解金属表面处理技术，比如抛光、电镀、喷涂等，它们不仅能提升金属制品的美观度，更能增强其防腐蚀和耐磨损性能。我希望能从中学习到如何根据不同的应用场景，选择最恰当的表面处理方案，让我的模型作品更加精致耐看，也更具实用价值。

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作为一个对工业设计充满热情的学习者，《金属工艺学》这本书，我希望它能成为我手中不可或缺的参考工具。我期待书中能够系统地介绍各种金属材料的性能特点，并提供详尽的选材指南。例如，在设计一个需要高强度和高韧性的结构件时，我应该优先考虑哪种钢材？如果需要轻质高强的材料，铝合金或钛合金又有哪些优势和劣势？我希望书中能清晰地列出不同金属材料的力学性能（如抗拉强度、屈服强度、弹性模量、泊松比）、物理性能（如密度、导热系数、导电系数）以及化学性能（如耐腐蚀性）。在加工工艺方面，我期待书中能够详细介绍各种成形方法，如铸造、锻造、轧制、冲压、挤压等，并分析它们各自的适用范围、工艺特点和优缺点。我对于金属的连接技术也充满了探索欲，希望书中能详细介绍焊接、钎焊、螺纹连接、铆接等方法的原理、工艺特点和设计要点。如果书中能包含一些关于金属材料疲劳寿命、应力腐蚀开裂等可靠性方面的知识，并提供相关的设计准则，那将对我今后的工程设计实践提供巨大的帮助。

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