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出版者:化学工业

作者:胡正寰 编

出品人:

页数:379

译者:

出版时间:2010-4

价格:98.00元

装帧:

isbn号码:9787122074799

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• 零件轧制成形技术
• 材料学
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现代机械制造中的精密铸造与特种合金应用 本书以现代机械制造领域中日益重要的精密铸造技术与特种合金材料的实际应用为核心，深入剖析了从材料选择、工艺设计到成品检验的全过程。它旨在为从事高端装备制造、航空航天、能源动力以及生物医学工程等领域的工程师、科研人员和高级技术工人提供一本系统、深入且具有高度实践指导价值的专业参考书。 第一部分：精密铸造成形基础理论与工艺优化 本部分详尽阐述了现代精密铸造的理论基石，重点聚焦于如何通过精确控制熔炼过程和成形环境，实现复杂结构件的近净尺寸制造。 第一章：铸造合金的微观结构演变与性能调控 本章首先回顾了主流高强度、耐腐蚀、耐高温合金（如镍基、钴基、钛合金及新型铝锂合金）的相图分析和凝固行为。深入探讨了快速凝固技术（如真空感应熔炼VIM、电子束熔炼EBM）对晶粒细化、消除宏观偏析和优化微观组织的关键作用。重点分析了增材制造（如选区激光熔化SLM）对传统铸造合金性能边界的拓展，尤其是在超细晶粒和亚稳态结构方面的表现。 1.1 凝固动力学与晶体生长控制： 探讨了液相/固相界面的热力学驱动力与界面能，阐述了控制冷却速率和温度梯度对形成等轴晶、柱状晶乃至单晶结构的影响机制。 1.2 偏析与缺陷的形成机理： 详细分析了溶质再分配在复杂截面铸件中的分布规律，包括微观偏析（如树枝晶间偏析）和宏观偏析。讨论了如何通过优化浇注系统和引入晶粒细化剂来抑制有害相的析出。 1.3 铸态组织与后续处理的耦合： 阐述了铸态组织（如晶界结构、第二相粒子分布）如何决定后续热处理（固溶处理、时效强化）的效果。引入了计算材料学方法（如相场模拟）预测热处理响应。 第二章：精密铸造工艺路线的决策与设计 本章聚焦于如何根据零件的服役环境和几何复杂性，科学地选择和设计最合适的精密铸造工艺。 2.1 失蜡精密铸造（熔模铸造）的工艺深化： 详述了陶瓷型壳制备过程中的关键控制点，包括浆料的流变学特性、挂灰的均匀性以及脱蜡过程的精确控温，以确保型壳的强度、渗透性和尺寸精度。重点分析了复杂内腔和薄壁结构件的成形挑战与应对策略。 2.2 真空压力铸造技术（VPC）： 探讨了真空环境下压力对熔体充填能力（尤其是在高粘度或高反应性合金中）的提升作用。详细介绍了压力曲线的设计、气体纯度的控制以及对铸件内部致密性的影响。 2.3 快速成型技术在模具制造中的应用： 分析了3D打印技术（如选择性激光烧结SLS、直接金属激光烧结DMLS）在快速制造高精度、复杂几何形状的蜡模、砂芯及陶瓷型壳方面的优势与局限性。 第二部分：特种合金的熔炼、精炼与成分控制 本部分侧重于高纯度、高性能铸造合金的制备，这是确保最终零件服役可靠性的前提。 第三章：高反应性与高纯度合金的熔炼技术 对于镍基高温合金、难熔金属合金（如铌、钼基）以及高纯度钛合金的制备，对环境的控制要求极高。 3.1 真空感应熔炼（VIM）与真空自耗（VAR）/非自耗（VADER）精炼： 详细对比了VIM在成分均化和去除气体杂质方面的能力，以及VAR/VADER在提升铸锭宏观均匀性和消除枝晶偏析方面的优势。重点讨论了坩埚材料的选择和对熔体成分的潜在污染控制。 3.2 洁净度控制与夹杂物冶金学： 深入研究了熔炼过程中产生的氧化物、氮化物、硫化物等非金属夹杂物的形成、生长与分布。提出了通过优化炉料结构、使用活性金属精炼剂（如钙、镁）以及高真空脱气来有效降低夹杂物总量和改变其形态（如球化处理）。 3.3 反应性合金的浇注系统设计： 针对钛合金、铝钛合金等对氧气和氮气高度敏感的材料，探讨了全密闭、惰性气体保护下的流槽设计、挡渣技术以及多通道喷射技术，确保熔体在充型过程中不被二次污染。 第四章：面向极端服役环境的特种合金改性 本章着眼于如何通过合金化设计和微量元素添加，使铸件满足超高温、高载荷或强腐蚀环境的要求。 4.1 镍基单晶与定向凝固技术： 聚焦于航空发动机涡轮叶片制造中的尖端技术。详细解析了“拉直法”和“等温淬火法”在形成无晶界结构（单晶）或垂直晶界（定向凝固）中的热力学和动力学控制。讨论了如何精确调控叶片微区应力与残余磁场。 4.2 难熔金属与高温陶瓷基复合材料的铸造兼容性： 探讨了将高熔点金属与陶瓷颗粒/纤维（如碳化硅、氧化铝）在熔体中实现均匀分散的技术挑战。分析了弥散强化、界面反应控制对复合材料铸件力学性能的提升作用。 4.3 新型轻质合金的添加剂效应： 针对航空结构件用铝合金和镁合金，分析了钪（Sc）、锆（Zr）等稀土元素对再结晶抑制、晶粒细化以及抗蠕变性能的积极影响。 第三部分：铸件的无损检测、后处理与性能验证 精密铸件的质量控制是其进入高端应用的前提。本部分详细介绍了先进的检测技术和必要的力学性能提升过程。 第五章：先进无损检测技术（NDT）在铸件评估中的应用 本章侧重于如何高精度地识别铸件内部的微小缺陷，特别是对于复杂几何形状和高价值部件。 5.1 数字化射线检测（DR/CR）与计算机断层扫描（CT）： 深入解析了工业CT技术（Micro-CT, Nano-CT）在三维空间内对内部孔隙、裂纹、缩松等缺陷进行定量化分析的能力。对比了传统射线检测在密度分辨率上的局限性。 5.2 超声波检测（UT）的聚焦技术： 重点介绍了相控阵超声（PAUT）在应对复杂曲面和异形截面铸件时，实现多角度聚焦和缺陷识别的优势，尤其适用于探测晶界缺陷和脱层。 5.3 渗透与荧光探伤技术的优化： 针对表面缺陷的检测，讨论了新型渗透剂的选择、表面清洁度对检测灵敏度的影响，以及自动化检测流水线的集成。 第六章：热处理、表面工程与力学性能的最终定型 铸件的最终性能往往由精细的热处理决定。 6.1 高温合金的等温淬火与时效强化： 详细分析了镍基高温合金中$gamma'$相的析出动力学和形态控制，以及如何通过精确的冷却速率曲线设计来优化时效强化效果，平衡强度与塑性。 6.2 表面完整性与残余应力控制： 探讨了喷丸强化（Shot Peening）对提高疲劳寿命和表面抗应力腐蚀开裂能力的作用。分析了残余应力在铸件冷却过程中产生的机制，以及通过低应力热处理（LHT）进行释放或转化的方法。 6.3 腐蚀与蠕变性能的测试与预测： 介绍了模拟高压、高温蒸汽环境下的腐蚀测试方法（如电化学腐蚀测试），以及蠕变断裂的微观机制分析，确保铸件在长期服役条件下的可靠性。 本书的特点在于其对材料科学理论与工程实践的紧密结合，强调在设计源头控制质量，并利用先进的数字化和无损表征手段，为解决现代高端制造中对铸造件提出的严苛性能要求，提供了全面的技术路径和深入的理论支撑。

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打开这本书，一股浓厚的学术和技术氛围扑面而来。它绝不是那种轻松的消遣读物，而是真正致力于技术深度挖掘的专业书籍。我迫不及待地翻阅了“轧制过程中应力与应变分析”这一章节。我希望书中能够详细阐述在轧制过程中，材料所承受的各种应力状态，比如拉应力、压应力、剪应力等，以及这些应力是如何引起材料的塑性变形的。我尤其关注“有限元法在轧制变形分析中的应用”，我知道这是一种非常强大的数值模拟工具，可以帮助我们更精确地预测材料的变形行为，并优化工艺参数。书中是否会提供一些通过有限元分析来解决实际生产问题的案例？例如，如何利用它来预测复杂零件的成形过程，以及如何通过仿真来优化轧辊设计，减少缺陷的产生？另外，我非常希望书中能有关于“不同轧制工艺（如二辊、三辊、多辊轧制）的特点与适用范围”的详细介绍。每种工艺都有其独特的优势和局限性，了解这些有助于我们在实际生产中做出更明智的选择。

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这本书的纸张质量和印刷效果都相当不错，给人一种高级感。我特别关注“零件的精度控制与检验”这一章节。我知道，在零件轧制成形过程中，保证尺寸精度和形位公差是至关重要的。这本书是否会详细介绍各种影响零件精度的因素，比如材料的回弹、轧辊的磨损、设备的稳定性等，并提出相应的控制和优化方法？我特别希望它能提供一些关于“常用的零件尺寸和形位公差检测方法”，比如卡尺、千分尺、三坐标测量机等，以及如何根据产品要求选择合适的检测手段。而且，对于“产品质量的统计分析与过程改进”这一方面，我希望能够看到一些实用的指导。如何收集和分析生产过程中的质量数据，找出影响质量的关键因素，并采取有效的改进措施，这对于持续提升产品质量至关重要。我希望能在这本书中找到一些关于“质量管理体系在轧制成形行业的应用”的案例和经验。

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当我翻开这本书，扑面而来的信息量让我既感到兴奋又有些许的震撼。它不是那种浅尝辄止的科普读物，而是真正扎根于工程实践和理论研究的深度之作。我最先关注的是关于“辊形设计”的部分，因为我知道这是轧制成形工艺的核心所在，直接决定了最终零件的形状和精度。书中是否会详细解析不同类型零件（比如槽钢、角钢、管材等）的辊形设计方法？会不会提供一些实际案例，展示如何根据零件的截面形状、壁厚变化以及材料的塑性变形特点来设计最优的辊形？我特别希望书中能够包含一些关于“辊模磨损与修复”的内容，因为在实际生产中，辊模的寿命和精度直接影响着生产效率和产品质量，了解如何进行有效的维护和修复，对于降低生产成本具有重要的意义。而且，书中对“材料选择与预处理”的论述是否足够详尽？例如，对于不同强度等级的钢材，在冷轧前是否需要进行特定的热处理或表面处理来改善其塑性变形能力？这本书的页数不少，我预感它一定会包含大量的公式、图表和技术参数，这对于我们这些需要将理论知识转化为实际操作的人来说，无疑是宝贵的财富。我希望书中能够提供一些指导性的图解，展示不同轧制阶段材料的变形过程，以及可能出现的缺陷（如回弹、翘曲、表面裂纹等）及其产生的原因和避免方法。

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这本书给我的第一印象是它的专业性和系统性。它显然是为那些希望深入理解零件轧制成形技术的人量身定制的，而不是为那些只需要了解皮毛的读者准备的。我翻阅了一下目录，其中关于“成形工艺参数优化”的内容引起了我的浓厚兴趣。我知道，在实际生产中，诸如轧制速度、轧辊间隙、轧制压力等参数的微小变化，都可能对最终产品的质量产生显著影响。这本书是否会详细介绍如何通过实验或仿真手段来确定这些最优参数？会不会提供一些关于“过程监测与反馈控制”的技术？例如，如何利用在线检测设备实时监测零件的尺寸和形状，并根据监测结果自动调整工艺参数，以确保生产过程的稳定性和产品的一致性？我非常期待书中关于“特种材料的轧制成形”的章节，比如一些高强度钢、不锈钢或者铝合金，这些材料在轧制过程中往往表现出更复杂的变形行为，需要特殊的工艺和设备。这本书是否会提供一些针对这些特种材料的轧制技巧和解决方案？另外，对于“绿色制造与可持续发展”的考量，书中是否有提及？例如，如何通过优化工艺来减少材料浪费，降低能耗，或者如何处理轧制过程中产生的废弃物？我希望这本书能够帮助我打开思路，不仅解决眼前的问题，更能为未来的技术发展提供一些前瞻性的思考。

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这本书的封面设计就透露出一种沉甸甸的专业感，深蓝色的底色配上银色的金属质感字体，让人一眼就能感受到这是一本技术含量极高的书籍。拿到手里，厚度适中，分量刚好，翻开目录，首先映入眼帘的是诸如“冷轧成形原理”、“卷板机工作过程”、“辊模设计与制造”等章节标题，每一个都直击核心。我尤其对“材料在轧制过程中的塑性变形机理”这一部分充满了期待，因为理论基础的扎实是掌握一项技术的前提。这本书不仅仅是介绍一种工艺，更像是要解构这项工艺背后的所有奥秘。从原材料的特性分析，到不同形状零件的成形方法，再到后续的质量检测和表面处理，似乎都囊括其中。我之前在工作中遇到过一些因为材料性能不匹配导致零件精度下降的问题，这本书有没有可能提供一些深入的解决方案呢？它会不会详细讲解不同金属材料在冷轧过程中的屈服强度、抗拉强度、延伸率等关键参数对成形过程的影响？我希望它能提供一些图表来直观展示材料变形的微观过程，比如晶粒的变化，这对于理解和优化工艺参数至关重要。另外，对于一些复杂曲面零件的轧制，我很好奇书中会如何阐述其成形路径和模具设计，是不是会涉及一些先进的数值模拟技术来预测和优化变形？总之，从目录的规模和章节的细致程度来看，这本书的深度和广度都足以吸引任何对零件轧制成形技术有深入研究需求的读者，它不仅仅是一本技术手册，更可能是一份系统性的学习指南。

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这本书的内容给我的感觉是扎实而全面，它不仅仅是在介绍技术，更是在传授一套系统的解决问题的思路。我迫不及待地翻阅了“轧制成形过程中的表面质量控制”这一章。我知道，零件的表面质量对于其使用性能和外观至关重要。书中是否会详细分析影响表面质量的各种因素，比如轧辊表面的光洁度、材料的原始表面状态、轧制过程中的润滑等？我希望它能提供一些关于“如何通过优化轧制工艺参数和表面处理技术来提高零件的表面光洁度和抗腐蚀性能”的具体方法。例如，是否会介绍一些先进的表面处理技术，如电解抛光、化学抛光、物理气相沉积（PVD）等，以及它们在轧制成形领域的应用前景？我还非常关注“轧制成形在汽车、航空航天等高端领域的应用案例”。这些行业对零件的性能要求极高，了解它们是如何应用轧制成形技术的，能够为我们提供很多宝贵的借鉴意义。

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这本书的书页触感非常好，纸张的质感也很不错，让人一看就觉得是用心制作的。我迫不及待地翻到了关于“零件的变形机理”这一部分，这对我来说至关重要。我希望书中能够详细解释材料在轧制过程中发生的各种力学行为，比如应力、应变、塑性流动等，并且能够用清晰的图示来辅助说明。尤其关注的是“回弹现象的分析与控制”这一内容，我知道这是轧制成形过程中一个非常棘手的难题，它直接影响到零件的最终精度。这本书是否会深入探讨回弹产生的原因，以及有哪些有效的措施可以减小或消除回弹？我非常期待它能提供一些关于“不同材料、不同形状零件的回弹特性”的对比分析，以及相应的工程解决方案。另外，对于“轧制过程中缺陷的产生与防治”这一章节，我希望能够看到详细的讲解。诸如表面裂纹、折叠、内应力过大等缺陷，在实际生产中屡见不鲜。书中是否会逐一分析这些缺陷的形成机理，并给出具体的预防和处理方法？我希望它能提供一些典型的缺陷案例，并附带清晰的图片，让我们能直观地了解问题的所在。

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一拿到这本书，我就迫不及待地翻阅起来，它给我的感觉是内容非常充实，而且条理清晰。我尤其对书中关于“模具设计与制造”的章节很感兴趣。我知道，好的模具是保证轧制产品质量的关键。这本书是否会深入讲解不同类型轧辊的结构设计，以及在设计过程中需要考虑哪些关键因素？例如，材料的强度、硬度、耐磨性，以及模具的加工精度和表面处理等。我希望书中能够包含一些关于“模具材料的选择与热处理”的内容，因为不同材料的轧辊在使用过程中会有不同的性能表现，了解如何选择合适的材料并进行有效处理，对于延长模具寿命至关重要。而且，对于一些复杂形状零件的轧制，其模具的设计往往更加复杂，书中是否会介绍一些“三维CAD/CAM技术在模具设计中的应用”？通过三维建模和仿真，可以更精确地设计和制造模具，从而提高轧制效率和产品质量。此外，我个人还比较关注“新材料、新工艺在轧制成形中的应用”，比如一些新型合金或者超塑成形技术，这本书是否会涉及这些前沿内容？它是否会提供一些关于“智能制造与工业4.0在轧制成形领域的实践”的案例？这对于我们这些想要跟上时代步伐的技术人员来说，是非常有价值的。

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这本书的装帧设计非常简洁大气，给人一种专业、可靠的感觉。我迫不及待地翻阅到“冷轧成形工艺的设备选型与配置”这一部分。我知道，合适的设备是实现高效、高质量生产的基础。书中是否会详细介绍不同类型的冷轧成形设备，比如卷板机、矫直机、成形机、纵剪机等，并分析它们的结构特点、工作原理以及在不同生产场景下的适用性？我希望书中能够提供一些关于“如何根据产品类型、产量需求和投资预算来选择和配置冷轧成形生产线”的指导建议。此外，对于“自动化与智能化在冷轧成形生产中的应用”，我非常感兴趣。现代化的生产线往往集成了大量的自动化和智能化技术，比如PLC控制系统、伺服驱动、在线检测与反馈系统等。这本书是否会介绍这些技术的原理和应用，以及如何通过智能化改造来提升生产效率、降低能耗和提高产品质量？我希望能从中获得一些关于如何将先进技术融入到实际生产中的宝贵经验。

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整本书的编排结构看起来非常严谨，每一章节的标题都非常明确，并且逻辑清晰。我特别关注的是“轧辊的选材与热处理”这一部分。我知道，轧辊的性能直接关系到整个轧制过程的稳定性和产品质量。这本书是否会详细介绍不同类型轧辊所使用的材料，比如高碳钢、铬钼钢、钨钴类硬质合金等，以及这些材料在热处理过程中需要注意的关键点？比如淬火、回火的温度、时间、介质等，这些都会影响到轧辊的硬度、强度和耐磨性。我希望书中能够提供一些“不同轧辊材料的性能对比分析”，帮助我们选择最适合特定工艺的轧辊。而且，对于“轧辊的表面处理技术”，比如镀层、抛光等，书中是否会有深入的探讨？这些表面处理技术能否有效地提高轧辊的耐磨性、抗粘附性，从而延长其使用寿命？我还对“如何进行轧辊的日常维护与检测”这一内容很感兴趣。定期的检测和维护，能够及时发现问题并进行处理，避免因轧辊损坏而导致的生产事故。这本书是否会提供一些关于“检测方法和标准”的指导？

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