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出版者:ASM International

作者:D. M. Stefanescu

出品人:

頁數:937

译者:

出版時間:1988-7-1

價格:USD 264.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780871700216

叢書系列:

圖書標籤:

• 材料科學
• 金屬材料
• 材料工程
• 機械工程
• ASM
• 手冊
• 金屬加工
• 熱處理
• 材料性能
• 閤金

《現代材料加工技術：從理論到實踐的全麵指南》 書籍簡介 本書旨在為材料科學、機械工程、製造技術以及相關領域的研究人員、工程師、高級技術人員和高年級學生提供一本全麵、深入且高度實用的參考指南。它聚焦於現代工業生産中至關重要的材料加工技術，從基礎的物理和化學原理齣發，係統地闡述瞭當前主流的成形、切削、連接和錶麵處理工藝的機理、設備、工藝參數控製以及實際應用中的挑戰與優化策略。 本書的獨特之處在於，它不僅僅羅列瞭各種工藝流程，而是深度挖掘瞭這些技術背後的材料行為學。我們理解，任何成功的加工過程都建立在對材料在極端應力、溫度和應變速率下的微觀結構響應的精確掌握之上。因此，全書貫穿瞭對塑性變形、斷裂韌性、相變動力學以及錶麵能等核心概念的細緻剖析。 第一部分：材料加工的基礎理論與前沿視角 本部分奠定瞭理解後續所有具體工藝的基礎。我們將從晶體塑性學和連續介質力學的角度齣發，詳細探討金屬、聚閤物以及先進復閤材料在加工過程中的本構關係。重點關注材料在加工硬化、動態再結晶、蠕變等現象中的行為差異。 微觀結構與宏觀性能的關聯： 分析晶粒取嚮、位錯密度和析齣物對材料加工性能的影響，如何通過熱機械控製工藝（TMP）來設計所需的微觀結構。 數值模擬在工藝優化中的應用（FEM/DEM）： 介紹有限元法（FEM）和離散元法（DEM）如何被用於預測復雜成形過程中的應力/應變分布、殘餘應力和毛坯流動，為工藝參數的預設提供科學依據。 第二部分：先進成形技術：塑性變形的藝術與科學 成形技術是材料工程的基石，它決定瞭零件的初始幾何形狀和內部質量。本部分詳盡覆蓋瞭冷加工、熱加工以及先進高能密度成形方法。 精密鍛壓與軋製： 深入分析閉式模鍛、等溫鍛造的工藝窗口，以及精密軋製中帶材厚度波動和殘餘應力的控製。特彆關注對高性能閤金（如鎳基高溫閤金和鈦閤金）進行復雜三維形狀成形的挑戰。 闆材成形技術： 對衝壓、深拉伸、液壓成形（HPM）和磁力成形進行對比分析。詳細討論瞭迴彈（Springback）的精確預測與補償技術，這是實現高精度汽車和航空結構件的關鍵。 增材製造的成形過程（重點）： 盡管本質上是纍積過程，但其熱循環對材料微觀結構的影響與傳統成形同等重要。我們重點討論選擇性激光熔化（SLM）和電子束熔化（EBM）中的凝固速率、緻密化缺陷（如氣孔和未熔閤）的成因及其控製。 第三部分：切削加工：高精度去除的物理邊界 本部分聚焦於如何高效、精確地從毛坯中去除材料，同時確保被加工錶麵的完整性。 切削機理與熱效應： 詳述前刀麵、後刀麵和剪切區的應力狀態，重點分析高速切削中産生的極端溫度對刀具磨損和工件錶麵完整性的影響。我們提供瞭熱電偶法、紅外熱成像法在監測切削熱中的實際案例。 刀具材料與塗層： 對硬質閤金、陶瓷、PCD以及新型納米復閤刀具材料的性能進行深入比較。著重探討先進薄膜（如類金剛石DLC、TiAlN）的沉積技術及其在提高刀具壽命和降低摩擦係數方麵的作用。 非常規加工技術（ECM/EDM/LBM）： 詳細闡述電化學加工（ECM）、電火花加工（EDM）和激光加工（LBM）在加工難加工材料（如鎳基高溫閤金、硬質陶瓷）時的獨特優勢、工藝窗口和局限性。例如，EDM中的電極幾何設計和脈衝參數對錶麵粗糙度和冶金影響區的控製。 第四部分：連接技術：結構的完整性保障 零件的連接是將獨立的部件轉化為功能單元的關鍵步驟。本部分強調瞭連接過程中的冶金匹配和應力分布問題。 焊接冶金與缺陷控製： 覆蓋熔焊（GTAW, GMAW, SAW）和固態連接（摩擦攪拌焊FSW）。重點分析激光深熔焊中熱輸入對熔池流動的控製，以及FSW在連接異種材料時的界麵反應機製。 釺焊與擴散連接： 針對電子封裝和精密儀器，我們詳細解析瞭釺料的選擇、潤濕性、毛細作用力以及在真空或惰性氣氛中進行低溫連接的技術要求。 第五部分：錶麵工程與強化技術 錶麵性能往往是決定零件壽命的關鍵因素。本部分關注如何通過精細的錶麵改性來提升耐磨性、耐腐蝕性和疲勞強度。 熱噴塗技術（HVOF/APS）： 探討高能量等離子噴塗和高速火焰噴塗中塗層沉積的動力學過程，以及如何通過優化粉末粒徑和噴射速度來控製塗層的孔隙率和粘結強度。 化學氣相沉積（CVD）與物理氣相沉積（PVD）： 詳細對比兩種技術在製備緻密、均勻的硬質塗層（如TiN, CrN, AlTiN）時的工藝差異，特彆是偏壓和襯底溫度對晶體結構和內應力的影響。 機械錶麵強化技術： 深入講解滾壓、噴丸強化（Shot Peening）的殘餘壓應力分布模型，以及如何通過精確控製噴丸能量來提升疲勞壽命。 本書結構嚴謹，理論與工程實踐緊密結閤，配有大量來自工業界的實例數據和流程圖錶，是理解和掌握現代材料加工全貌的必備工具書。讀者將能夠運用書中提供的科學框架，係統性地解決從材料選擇到最終産品質量控製中的復雜製造難題。

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如果要用一個詞來概括這套書給我的感受，那一定是“體係的完備性”。它帶來的不是零散的知識點，而是一種全景式的視野。從基礎的元素周期律在閤金設計中的體現，到宏觀尺度的結構測試方法，書中構建瞭一個從原子到構件的完整知識鏈條。尤其是在介紹無損檢測（NDT）技術的那幾章，作者巧妙地將聲學、電磁學和輻射物理學等不同領域的知識融會貫通，使得原本看似孤立的技術得到瞭有機的統一解釋。這對於跨學科背景的從業者而言，無疑是極大的便利。我曾花瞭好幾天時間，對照書中描述的特定缺陷圖像和超聲波衍射圖譜進行比對學習，那種“豁然開朗”的感覺，是任何在綫教程都無法比擬的。它教會你如何去“看”材料，如何用科學的語言去描述你在顯微鏡下觀察到的每一個細微變化，將直覺性的經驗提升到瞭可量化的科學高度。

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閱讀這套書的體驗，更像是一次漫長而充實的朝聖之旅。它的文字密度極高，需要極強的專注力來跟上思路，但每一次堅持下去，都會收獲豐厚的迴報。書中對不同材料體係在極端條件下的行為預測，簡直是神來之筆。例如，對高溫蠕變和疲勞壽命的建模分析，其復雜程度令人望而生畏，但作者卻通過層層遞進的方式，將這些復雜的非綫性問題逐步簡化，最終導嚮一個清晰的工程預測模型。這種教導讀者如何進行高階思維訓練的能力，是它最寶貴的財富。它不僅僅告訴你“什麼材料適閤高強度應用”，而是讓你理解“為什麼這種材料在特定溫度和應力環境下會失效”，並為你提供瞭預測和規避風險的工具箱。讀完它，你會發現自己對“可靠性”這個概念有瞭全新的、更深刻的理解，這是一種由內而外，對工程責任感的提升，是任何快速指南所無法給予的深度和重量。

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翻開這些厚重的篇章，我仿佛置身於一間曆史悠久的冶金實驗室，周圍彌漫著高溫爐的灼熱氣息和金屬粉末的獨特味道。這套書的敘事風格是如此的古典而莊重，它不像現代的快速消費品那樣追求即時滿足，而是要求讀者投入足夠的時間和心力去消化。它對標準和規範的引用，如同古老的契約，嚴謹而不可動搖，為整個行業建立起瞭一套統一的語言和操作基準。在閱讀關於錶麵處理的那部分時，我被其對微觀形貌改變的細膩描繪所摺服。書中對電化學沉積的各個參數如何影響薄膜的晶體取嚮和應力狀態，進行瞭堪比藝術鑒賞的精細分析。這種深入骨髓的細節掌控，體現瞭編纂者們對工藝的極緻追求。它不是教科書，它更像是一套工業界的“聖經”，你不會每天去通讀，但當你遇到瓶頸，需要溯本求源時，翻開它，總能找到那個決定性的關鍵點，幫你撥開眼前的迷霧，重獲清晰的思路。

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這套典籍，如同一座知識的巍峨殿堂，其厚重與廣博，著實令人嘆為觀止。初次捧讀，便被其深邃的體係結構所震撼。它並非那種淺嘗輒止的入門指南，而是更像一部詳盡無遺的百科全書，將我們所熟知乃至聞所未聞的各種工藝流程、材料特性，以及背後隱藏的物理化學原理，梳理得井井有條。書中的圖錶繪製精良，數據翔實可靠，即便是最復雜的熱力學計算或金相分析結果，也通過直觀的視覺語言得以呈現。閱讀過程中，我時常需要停下來，反復咀徊那些關於晶格結構和相變的論述，那些看似枯燥的參數背後，蘊含著對材料性能的終極掌控力。那種感覺，就像是拿到瞭一把開啓工業奧秘的萬能鑰匙，讓你在麵對實際工程難題時，不再是盲目試錯，而是能夠基於堅實的理論基礎，做齣精準的判斷與決策。對於任何一位緻力於在材料科學領域深耕的工程師或研究人員而言，這套書無疑是案頭必備的“定海神針”。它的價值，絕非僅停留在理論層麵，而是實實在在地貫穿於從實驗室研發到大規模生産的每一個環節，提供瞭不可替代的實踐指導意義。

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讀完這套書的第一捲，我最大的感受是它的“江湖氣”——這裏的“江湖氣”並非指粗糙，而是指那種曆經時間沉澱的、帶著金屬光澤的實戰經驗的堆砌。它沒有過多冗餘的學術辭藻去粉飾太平，而是直接切入核心，用最精煉的語言描述瞭冶金過程中那些最“狡猾”的環節。比如，關於特定閤金體係的燒結緻密化過程，書中對氣氛控製的微小偏差可能導緻宏觀性能的巨大差異，描述得入木三分。我尤其欣賞它在論述缺陷控製時所采用的辯證視角，它不迴避失敗，反而將大量的篇幅用於剖析失敗案例，並將其歸納為可重復性的規律。這就像是一位經驗豐富的老匠人，不厭其煩地教導徒弟如何避開那些他自己曾經跌倒過的坑。對於那些剛剛踏入工業界，或者希望將自己的知識體係從純理論轉嚮實際操作的年輕一代來說，這本書的價值簡直無法估量。它提供的不僅僅是“是什麼”，更是“為什麼會這樣”以及“如何纔能做好”的完整閉環，其知識的密度和實用性，遠超我閱讀過的任何一本教材。

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