具体描述
本书主要是针对现阶段大、中专院校锻压设备类教材普遍滞后于生产、科研的现状,为更好地适应当前锻压设备的教学与科研工作而特意编写的。
全书共分五章,分别介绍了各类锻压设备的基本理论、结构原理、性能分析方法及设计计算方法,并对近几年来出现的新设备、新技术、新的设计方法尤其是新的控制理论与方法进行了介绍,使学生能充分掌握锻压设备的基本理论,并在此基础上触类旁通,掌握锻压设备设计和研究的基本方法及理论。
该书可作为大、中专院校学生的教材,也可供工程技术人员参考。
冶金过程中的热力学与材料科学：深入探究与应用 书籍简介 本书聚焦于冶金工业中至关重要的热力学原理与材料科学的交叉应用，旨在为读者提供一个全面、深入的视角，理解金属材料在极端环境下的行为机制及其控制方法。全书内容紧密围绕冶金过程的本质需求展开，从微观尺度的原子运动到宏观尺度的工业生产，系统地阐述了热力学在相变、扩散、腐蚀等关键现象中的指导作用，并结合现代材料科学的最新进展，探讨如何通过精确的工艺控制来优化材料性能。 第一部分：冶金热力学基础与应用 本部分首先回顾了热力学基础知识，特别是化学势、活度、相平衡等核心概念，并将其与冶金过程紧密结合。重点内容包括： 1. 溶液热力学与冶金渣系分析： 详细解析了稀溶液及非理想溶液在高温冶金环境下的行为。通过对冶金炉渣体系的热力学建模，讨论了炉渣的结构、粘度、表面张力等宏观性质如何受其化学组分（如 $ ext{CaO}- ext{SiO}_2- ext{Al}_2 ext{O}_3$ 体系）影响。重点介绍了利用热力学计算来预测炉渣对硫、磷等杂质的脱除效率，以及优化炉渣碱度以提高冶金过程的清洁度与效率。内容深入探讨了溶液模型（如拟组元法、离子液体模型）在复杂多相体系中的适用性与局限性。 2. 氧化还原反应与热力学驱动力： 深入探讨了冶金过程中各种氧化还原反应的平衡条件与反应速率的控制。对金属的生成、精炼过程中的电化学热力学进行了详尽分析，包括使用 $ ext{Ellingham}$ 图对氧化还原反应的温度依赖性进行精确预测。书中包含了对高温下气体-金属界面反应（如脱碳、脱氧反应）的热力学分析，并探讨了外部能量输入（如电能、等离子体）对反应平衡的移动效应，为新型绿色冶金技术的开发提供了理论基础。 3. 相图的解读与工业实践： 详细阐述了单组元、二元及复杂多组元相图的构建、解读与实际应用。重点剖析了固态相变（如共晶、共析反应）对材料最终微观结构和力学性能的决定性影响。结合实例，如钢水凝固过程中的枝晶生长与偏析现象，说明了如何通过热力学控制冷却速率和成分，来抑制有害相的析出，实现晶粒的细化。 第二部分：材料科学前沿与性能调控 本部分将热力学原理与材料结构、性能的关联性作为核心线索，探讨了先进材料的设计与制备。 4. 扩散理论与微观结构演化： 全面梳理了固态扩散的基本机制，包括空位机制、间隙机制以及表面扩散。重点分析了 $ ext{Fick}$ 定律在冶金热处理过程中的应用，如渗碳、渗氮等表面改性技术。书中引入了非平衡态热力学观点，解释了在快速加热/冷却或梯度场作用下，原子扩散行为的非经典表现，例如快速扩散路径和瞬态扩散现象，这对于理解材料在极端载荷下的寿命至关重要。 5. 晶体塑性与变形机制： 深入研究了金属材料在应力作用下的变形机理。内容涵盖了位错的产生、运动、交互作用及其对材料强韧性的影响。详细分析了晶界在材料变形中的作用，特别是晶界迁移、晶界扩散在材料的回复、再结晶过程中的热力学驱动力。探讨了如何通过控制晶粒尺寸、引入第二相粒子来有效钉扎位错，实现材料强度的提升。 6. 腐蚀与界面稳定性： 探讨了高温腐蚀、电化学腐蚀的内在机理。从热力学角度分析了材料在特定环境下的稳定性（如 Pourbaix 图的应用），预测了腐蚀产物的形成趋势。重点关注了材料在液态金属（如铝合金、镁合金的熔铸过程）接触或高硫、高氧气氛下的界面反应与粘附问题，并提出了基于热力学优化合金成分以提高抗腐蚀性能的设计策略。 第三部分：过程控制与先进制造技术 本部分着眼于如何将理论知识转化为高效的工业控制手段。 7. 反应动力学与过程强化： 在热力学平衡的指导下，本章聚焦于如何加速有益反应，抑制有害反应。详细讨论了传质与反应速率的耦合效应，包括液相搅拌、气流分布对反应效率的影响。引入了反应工程学的概念，分析了不同反应器（如电炉、转炉）的流场与温度场对冶金过程的控制。 8. 先进材料的快速成形与热处理： 结合计算热力学与有限元分析（FEA）工具，阐述了快速凝固、增材制造（如选区激光熔化 $ ext{SLM}$）过程中瞬态热场的形成与材料微结构的演变。分析了高冷却速率下，过冷对凝固组织形态的影响，以及如何利用热力学计算来指导热处理工艺（如析出强化、相变调控），以获得预期的性能指标。 全书结构逻辑严谨，理论推导详实，案例分析贴近现代冶金工业的实际需求，是冶金工程、材料科学及相关领域研究人员、高级工程师的必备参考书。
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