材料成形基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:关绍康 编

出品人:

页数:335

译者:

出版时间:2009-2

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787811056938

丛书系列:

图书标签:

• 材料成形
• 金属成形
• 塑料成形
• 铸造
• 锻造
• 冲压
• 模塑
• 材料科学
• 制造工程
• 成形工艺

材料的奥秘：熔铸与塑性变形的艺术 这本书将带领您深入探索材料在不同外力作用下，如何经历熔化与塑性变形这两个核心过程，最终形成我们日常生活中所见的各种形态。我们不仅仅关注最终的成品，更致力于揭示其诞生的内在机制和工艺原理。 第一篇：熔化——从固态到液态的奇妙转变 在本篇中，我们将从物质的相变这一基本概念入手。理解纯金属、合金以及非金属材料在加热过程中的熔点、熔化范围以及显热与潜热对熔化过程的影响。我们将详细探讨不同材料固态结构（如晶体结构、非晶结构）如何影响其熔化行为，以及杂质和合金化对熔点的调控作用。 接着，我们会深入研究熔化过程的微观机理。这包括原子键的断裂、能量的吸收，以及液态原子间的相互作用。我们将剖析表面张力、粘度等液态材料的关键物理属性，并说明它们如何在铸造、焊接等工艺中扮演重要角色。 随后，我们将聚焦于实际的熔化设备与工艺。从传统的坩埚炉、感应炉到现代的真空熔炼炉，我们会分析不同熔化设备的加热方式（电阻加热、感应加热、电弧加热等）、控温精度、气氛控制（真空、保护气氛）以及它们各自的优缺点。在工艺方面，我们将详细讲解熔炼过程中的常见问题，例如氧化、气孔、夹杂等，并探讨脱氧、净化、晶粒细化等关键技术，以获得高质量的熔融金属。 对于合金的熔化，我们将专门开辟章节。分析二元合金相图，理解固溶体、共晶反应、共析反应、包晶反应等多种相变类型，以及它们如何影响合金的熔化行为和最终的显微组织。我们将通过实例，例如铝合金、铜合金、钢的熔炼，来巩固这些理论知识。 最后，本篇将对熔化后的冷却与凝固过程进行初步的探讨。介绍冷却速度对晶粒尺寸、相分布的影响，以及过冷现象的产生与控制。为后续的塑性变形部分奠定基础。 第二篇：塑性变形——材料在形变中重塑自我 本篇将聚焦于材料在外力作用下发生的永久形变，即塑性变形。我们将从晶体材料的塑性变形机制讲起，详细阐述位错的概念，包括刃型位错、螺型位错及其运动原理。我们将分析滑移系，理解不同晶体结构（如面心立方、体心立方、密排六方）下，位错滑移的难易程度与优先滑移方向。 随后，我们将深入探讨晶界、孪晶在塑性变形中的作用。晶界的阻碍作用以及孪晶界作为位错运动的另一通道，对材料的变形行为产生怎样的影响。 除了晶体材料，我们还会讨论非晶材料的塑性变形。解释其在自由体积理论下的形变机制，以及剪切带的形成。 在宏观层面，我们将详细介绍几种主要的塑性变形工艺。 塑性成形（Shaping by Plastic Deformation）： 轧制（Rolling）：讲解开坯轧制、精整轧制、冷轧与热轧的区别，分析轧辊的几何形状、轧制力、轧制速度对变形量的影响，以及孔型设计的重要性。我们会探讨轧制过程中可能出现的表面缺陷（如裂纹、折层）和内部缺陷（如带状组织），以及如何通过工艺参数进行控制。 锻造（Forging）：区分模锻、自由锻、连续模锻等不同方式。分析模具设计、加热温度、变形量、锻压次数对最终产品形状、组织和性能的影响。我们将深入研究锻流线的形成及其对材料性能的影响，以及锻造缺陷（如折叠、未充满）的产生原因与避免方法。 挤压（Extrusion）：讲解正挤压、反挤压、斜挤压等工艺。分析模具设计（模孔形状、挤压比）、挤压速度、润滑对挤压力的影响，以及如何获得高精度、复杂截面的型材。 拉深（Drawing）：主要用于制造线材、管材和型材。分析拉丝模具的设计、拉拔力的计算、道次变形量的控制，以及润滑对减少表面划伤和提高表面质量的重要性。 冲压（Stamping）：涵盖弯曲、拉伸、覆盖、分离等多种基本工序。详细讲解模具结构（凸模、凹模、导向装置）、冲压间隙、材料性能（屈服强度、延伸率）对冲压成形性的影响，以及回弹、起皱、撕裂等常见冲压缺陷的产生机理与克服方法。 粉末冶金（Powder Metallurgy）： 粉末制备：介绍机械法（球磨、雾化）和化学法（还原、分解）等制粉方法，以及粉末粒度分布、形貌、松装密度对后续工艺的影响。 压制成型：讲解单向压制、等静压等技术，以及压制压力、模具设计、润滑剂对压坯密度和均匀性的影响。 烧结（Sintering）：深入分析固相烧结、液相烧结等机理，探讨烧结温度、时间、气氛对致密度、显微组织和力学性能的影响。我们将介绍二次烧结、热压烧结等提高致密度的方法。 焊接（Welding）： 焊接基本原理：介绍原子扩散、熔化结合等微观机制。 焊接方法：详细介绍电弧焊（手工电弧焊、埋弧焊、氩弧焊）、电阻焊（点焊、缝焊）、气焊、激光焊、电子束焊等主流焊接工艺，分析其热输入、熔深、焊接速度等参数对焊缝组织和性能的影响。 焊接热影响区（HAZ）：深入研究HAZ内材料的显微组织演变、性能变化，以及焊前预热、焊后热处理的重要性。 焊接缺陷：重点讲解气孔、裂纹、未焊透、咬边等常见焊接缺陷的产生原因和检测方法。 在这本书中，我们还将探讨塑性变形过程中的应力-应变关系，包括屈服准则、流动应力、应变硬化等概念。分析温度、变形速度、应变速率对材料塑性变形行为的影响。 最后，我们将整合熔化与塑性变形的知识，探讨两种工艺的结合应用，例如半固态加工、定向凝固与塑性变形协同等先进制造技术，旨在帮助读者全面理解材料如何通过熔化与塑性变形的过程，被塑造成具有特定性能和功能的材料部件，并能应对实际生产中的挑战。

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这本书的装帧和设计真是没得挑。拿到手里，首先映入眼帘的是那个厚实的封面，摸上去有一种沉甸甸的质感，感觉非常专业。内页的纸张选得也很好，不是那种廉价的反光纸，印刷清晰度极高，即便是那些复杂的工程图示和微观结构照片，细节也纤毫毕现，阅读体验一流。我特地观察了目录结构，编排逻辑性很强，从基础概念的引入，到具体的工艺流程阐述，再到后期的性能分析，层层递进，结构严谨得像一个精密的机械装置。书中的插图和表格制作得尤其用心，很多关键的物理模型都有清晰的剖面图辅助说明，这对于理解抽象的材料变形过程至关重要。比如在讲解晶粒的再结晶过程时，作者没有停留在理论层面，而是配上了不同温度下显微组织的对比图，这种直观的视觉冲击力远胜于枯燥的文字描述。排版方面，字体大小适中，行间距也处理得很舒服，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。总的来说，光是这本书的“硬件”和初步的视觉呈现，就已经让人觉得它是一本值得收藏的参考书。

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说实话，这本书的内容深度让我有些措手不及，它远远超出了我对“基础”二字的预期。我原本以为会是那种泛泛而谈、只停留在概念普及的入门读物，但事实证明，我低估了作者对该领域的掌握程度。书中对于材料本构关系和塑性力学基础的探讨，简直就像是在解剖一个复杂的数学模型，每一个公式的推导都步步为营，毫不含糊，甚至连一些容易被忽略的边界条件和假设条件都被详细地列了出来，这对于想深究原理的研究生或者工程师来说，简直是宝藏。我尤其欣赏它在不同成形方法之间的横向比较，比如热轧和冷挤压在能耗和最终组织上的差异，作者能精准地捕捉到这些细微之处，并给出量化的分析。这种严谨的治学态度体现在全书的每一个章节，绝不是简单的知识点堆砌，而是形成了一个完整、自洽的知识体系。读完其中几章后，我感觉自己对材料在应力作用下的内在行为有了更深层次的认知，完全不是那种浮于表面的了解。

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这本书在案例分析和实际应用方面的丰富程度，是市面上许多同类教材无法比拟的。作者显然拥有非常丰富的工业实践经验，书中收录的多个来自不同行业（如航空航天、汽车制造和精密仪器）的真实案例，极大地拓宽了我的视野。这些案例不仅仅是简单地描述“我们用了这个方法”，而是深入剖析了在特定材料和特定性能要求下，为什么选择这种特定的成形路径，以及过程中遇到的工艺优化点。比如，书中对高精度轴类零件的滚压工艺的解析，不仅涉及了材料的流变规律，还探讨了滚压过程中残余应力的控制策略，甚至还涉及到了表面光洁度和疲劳寿命之间的权衡取舍。这种跨学科、多维度的分析视角，让原本枯燥的成形过程变得生动且充满挑战性。它成功地搭建了一座从理论知识到工业现实之间的桥梁，让人清晰地看到书本知识是如何转化为实际可触摸、可测量的工业产品的。

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这本书的写作风格非常“工程师导向”，语气非常直接、客观，几乎没有使用任何华丽的辞藻或者煽情的语句，一切都以事实和数据为准绳，这正是我需要的。作者的叙事方式更像是在进行一场技术讲座，重点突出，逻辑链条清晰可见。例如，在介绍某个特定的冲压工艺时，他会先给出该工艺的适用范围和限制，紧接着就是详细的模具设计原则和公差要求，最后会附带一些实际生产中遇到的典型缺陷及其预防措施。这种“理论—设计—实践”的三段式讲解模式，非常高效。我发现自己不需要费力去猜测作者的意图，因为他把所有的关键信息都直接摆在了桌面上。对于我这种更倾向于“如何做”而非“为什么存在”的实践型学习者来说，这种务实的风格简直是量身定做。这本书更像是放在车间工具箱里而不是书架上的工具书，随时可以查阅并立即应用到实际操作中去。

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我个人认为，这本书最大的价值在于它对“过程控制”的强调。它没有把材料成形看作是一个静态的步骤，而是看作一个动态的、受时间、温度和应变速率共同影响的复杂系统。书中用大量的篇幅来探讨如何实时监测和反馈控制成形参数，这在现代智能制造的大背景下显得尤为重要。例如，在连续铸造和轧制的连接部分，作者详细阐述了如何通过温度场和速度场的耦合模拟来避免缺陷的产生，这部分内容的数据图表非常详尽，读起来有一种身临其境的感觉。此外，它也适当地引入了数值模拟软件（如有限元分析）的结果来验证理论预测，显示出作者紧跟前沿技术发展。这本书不仅仅是传授“怎么做”，更是在引导读者思考“如何做得更好，如何将人为误差降到最低”，培养一种系统性的、面向未来的工艺设计思维。它确实是一本面向专业人士的深度参考资料。

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