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出版者:化学工业出版社

作者:党新安 葛正浩等编

出品人:

页数:236

译者:

出版时间:2003-1

价格:32.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502547578

丛书系列:

图书标签:

• 非金属材料
• 成型工艺
• 产品设计
• 材料科学
• 工程技术
• 模具设计
• 塑料成型
• 陶瓷成型
• 复合材料
• 工业设计

铸就工业之魂：金属材料的熔炼、塑性加工与精密成型技术 本书简介： 本书系统深入地探讨了现代工业基石——金属材料的熔炼工艺、塑性加工理论与实践，以及高精度成型技术的全景图谱。它并非仅仅停留在材料性能的静态描述，而是将视角聚焦于金属材料在极端条件下的动态行为、微观组织演变与宏观性能的精准控制。本书旨在为工程师、设计师、材料科学家以及相关领域的专业人士提供一套严谨、前沿且极具实战价值的知识体系。 本书的结构设计围绕金属加工的核心流程展开，从源头——材料的制备，到过程——形变与连接，再到终端——表面处理与质量控制，层层递进，逻辑严密。 第一部分：金属熔炼与凝固的微观世界 本部分着重剖析了如何通过熔炼过程对金属的成分进行精确控制，并揭示熔炼过程如何决定最终材料的微观结构与宏观性能。 第一章：先进冶金学基础与杂质控制 详细阐述了钢铁、铝合金、钛合金及高温合金等关键工程金属的电炉精炼技术，如真空感应熔炼（VIM）和电渣重熔（ESR）。重点讨论了非金属夹杂物（如氧化物、硫化物）的形成机理、形态学特征及其对材料疲劳强度、韧性的灾难性影响。内容涵盖了先进的脱氧、去硫、净化技术，以及如何通过快速冷却技术（如雾化制粉）来细化晶粒结构，避免宏观偏析。 第二章：合金设计与相图热力学 深入解析了多组分合金体系的相图解读，特别是固溶处理、析出强化机制（如时效硬化）的动力学过程。讨论了元素替代效应、晶界工程在镍基高温合金中的应用，以及如何利用计算热力学软件（如CALPHAD方法）辅助新型合金的成分设计，实现特定温度区间的力学性能优化。 第三章：凝固过程的控制与缺陷预防 本章聚焦于金属液态到固态转变的物理化学过程。详细分析了宏观偏析（如科廷斯基偏析）的形成机制，以及如何通过控制冷却速率、引入晶粒细化剂来抑制粗大树枝晶的生长。对定向凝固、单晶生长技术在航空发动机叶片制造中的应用进行了详尽的案例分析，强调了孔隙率和缩松的形成机理及消除策略。 第二部分：塑性加工的本构关系与过程模拟 塑性加工是将原材料转变为所需形状的关键步骤。本部分深入探讨了金属在力、热、应变共同作用下的本构关系，以及现代制造过程的数字化模拟。 第四章：金属材料的本构方程与流变学 系统介绍了金属在不同温度和应变速率下的流动应力模型，如Zener-Hollomon参数化模型。重点讨论了高温加工中的动态再结晶（DRX）和动态回复（DRV）机制，以及这些微观过程如何影响材料的加工硬化程度和残余应力分布。 第五章：锻压与轧制：宏观成形技术 详述了自由锻、模锻、热/冷轧等基本塑性加工工艺的原理。包括模具设计中的应力分析、材料的流动轨迹预测，以及如何通过多道次轧制来优化板材的组织和性能梯度。对超塑性成形（SPF）技术在复杂薄壁件制造中的应用潜力进行了深入探讨。 第六章：先进塑性成形与残余应力控制 关注于现代高精度加工技术，如旋压、挤压、深度拉伸。详尽分析了成形过程中产生的残余应力场，以及残余应力对后续零件寿命和尺寸精度的影响。引入了冲击加工、旋转锻造等提高材料性能的强化方法。 第三部分：高精度连接与表面工程技术 高质量的金属产品往往需要复杂的连接技术和功能性的表面改性，以满足严苛的工作环境要求。 第七章：金属连接的冶金学与断裂分析 全面覆盖了熔焊（如TIG、MIG/MAG、电子束焊）、固态连接（如搅拌摩擦焊Friction Stir Welding, FSW）和钎焊技术。重点在于分析焊缝区域的热影响区（HAZ）的微观结构变化、冶金缺陷（如冷裂纹、热裂纹）的预防，以及如何进行焊后热处理以恢复或优化接头性能。 第八章：增材制造（金属3D打印）的工艺与挑战 本章专门针对选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术。深入探讨了高能量密度输入下的瞬态液相行为、快速凝固对晶粒结构的影响，以及打印件中常见的孔隙率和各向异性问题，并介绍了层间结合强度的评估方法。 第九章：金属表面改性与功能涂层 介绍了提高金属零件表面耐磨损、耐腐蚀和抗疲劳性能的技术。包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）硬质涂层（如TiN, CrN），热浸镀技术，以及热喷涂工艺在修复和强化复杂结构件中的应用，重点分析了涂层与基体之间的界面粘结机制。 第四部分：质量控制与无损评估 本书强调了从材料到成品全生命周期的质量监控体系，确保制造过程的可追溯性和产品性能的可靠性。 第十章：先进无损检测（NDT）技术 系统介绍了超声波C扫描、相控阵超声（PAUT）、声发射、涡流检测以及数字射线成像（DRT）在金属结构检测中的应用。重点阐述了如何根据不同的缺陷类型（如层状缺陷、内部裂纹、孔隙）选择最合适的检测方法，并结合人工智能算法进行缺陷识别和定量分析。 第十一章：力学性能的疲劳与断裂评估 深入讲解了低周和高周疲劳机理，包括Paris裂纹扩展规律。探讨了断裂韧性测试（如KIC, J积分法）的实际操作与数据解读，以及如何利用有限元分析（FEA）方法预测关键结构在服役条件下的失效风险。 本书以其严谨的工程科学视角，清晰地勾勒出从基础冶金到精密制造的完整链条，是致力于掌握现代金属加工与设计技术人员的必备参考书。

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作为一名长期从事产品外观设计，并且越来越需要关注材料特性的设计师，我发现这本书在“设计”这一块的探讨远超我的预期，它不是那种干巴巴的纯技术手册。更让我耳目一新的是，它强调了“设计为成型服务”的理念，并且将美学考量融入了技术细节中。例如，书中详细阐述了如何通过控制型腔壁厚变化、倒角半径以及脱模斜度来优化制品在冷却收缩过程中的内应力分布，从而避免翘曲和开裂，这直接影响到最终产品的精度和表面光洁度。我尤其喜欢其中关于复杂曲面结构件设计的章节，它不仅仅介绍了如何设置拔模方向，还结合了增材制造（3D打印）等新兴非金属成型方法的局限性和优势进行了对比分析，这使得整体视野非常开阔。阅读过程中，我能清晰地感受到作者对“用户体验”的关注，很多设计建议都直接关联到最终用户在使用时的手感、耐用性以及视觉感受。这本书帮助我从一个“画图匠”转变为一个真正理解材料语言的“结构美学家”，让我明白好的设计，必然是技术上可行、经济上合理且美学上愉悦的统一体。

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我对高分子材料的化学结构演变过程一直有浓厚的兴趣，这本书在基础理论部分的阐述达到了教科书级别的严谨性，这对我理解材料的“内在脾性”帮助太大了。它没有简单地罗列不同塑料的性能参数，而是深入挖掘了聚合物在高温高压环境下的分子链段运动机制，特别是对交联反应和热固性树脂的固化动力学给出了详尽的数学模型。我记得其中有一部分专门讨论了不同添加剂（如增塑剂、稳定剂）对材料加工窗口的影响，这部分内容极其精细，甚至涉及到了Tg（玻璃化转变温度）和Tm（熔点）的动态变化。对于我这种需要处理极端温度环境下工作的部件来说，理解这些热力学基础至关重要。这本书的专业性体现在它敢于触及那些容易被入门级材料书忽略的“硬骨头”，比如非牛顿流体在模具内流动时的剪切速率梯度对取向度的影响。它要求读者具备一定的化学工程背景，但即便如此，作者的讲解也十分清晰，配图和示意图的专业度极高，让人感觉像是在一位资深教授的私人讲座中学习，收获的绝不仅仅是“怎么做”，更是“为什么会这样”。

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这本书的叙事风格和组织结构有一种非常独特的“跨界融合感”，它巧妙地将材料科学的深度与机械制造的广度结合在了一起，读起来完全没有传统技术书籍的枯燥感。与其说它是一本教材，不如说它是一部关于“材料与工具如何对话”的深度报告。我特别欣赏作者在讨论如何选择合适的成型工艺时所采用的决策树分析方法，这种系统性的筛选过程，大大减少了新手在面对众多非金属材料和工艺选项时的迷茫。书中对不同成型方法（比如注塑、吹塑、热成型）的优缺点总结得极为精炼，且常常配有高清的微观结构照片来印证其结论。例如，对比了不同工艺下塑料制品内部的晶体结构差异，这让抽象的性能差异变得直观可感。对于一个希望快速掌握非金属制造全景的读者来说，这本书提供了一个非常清晰的知识地图，它不仅教会你如何使用工具，更教会你如何思考工具背后的物理规律和经济逻辑，是一本能真正提升个人专业判断力的参考巨著。

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这本《非金属制品的成型与设计》简直是为我这种对新材料和先进制造技术充满好奇的工程师量身定制的宝典！我一直对如何将那些看似柔软或易碎的非金属材料，通过精妙的工艺转化为结构坚固、功能多样的零部件深感兴趣。这本书的内容深度令人印象深刻，它不仅仅停留在理论介绍层面，更是深入剖析了注塑、挤出、热压成型等核心工艺背后的热力学和流变学原理。举个例子，书中关于纤维增强复合材料成型过程中树脂渗透速率的建模分析，那种严谨的数学推导，让我对如何优化纤维铺层和固化周期有了全新的认识。我特别欣赏作者在讨论缺陷控制时所采用的系统性方法——从原料选择到模具设计，再到后期的处理，每一个环节的问题都被拆解得一丝不苟，并且给出了大量实际生产中的案例来佐证理论的有效性。对于我目前正在进行的一个高性能工程塑料部件的研发项目来说，书中的成型参数优化章节简直就是“及时雨”，让我少走了不少弯路。这本书的价值，在于它成功地架起了基础科学知识与复杂工程实践之间的桥梁，让原本晦涩难懂的成型过程变得可视化、可预测，极大地提升了设计与制造的协同效率。

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从成本控制和生产效率的角度来看，《非金属制品的成型与设计》提供了非常实用的工具箱。这本书的后半部分，对于模具的制造精度要求和维护策略的讨论，简直就是车间管理者的福音。作者非常务实地指出，再好的设计，如果模具精度跟不上，一切都是空谈。书中详尽对比了不同模具钢材的选择标准，以及表面处理技术（如氮化、镀铬）对模具寿命和产品脱模性能的量化影响。更让我惊喜的是，它引入了“可制造性设计”（DFM）的评估体系，提供了一套量化的打分标准，帮助工程师在项目初期就预估出不同设计方案在实际生产中的风险和潜在成本增加点。我记得有一张表格清晰地列出了因公差设置不当导致的返工率预测模型，这对于我们优化采购流程和制定质量控制标准非常有指导意义。这本书的实用性在于，它不只停留在理论的象牙塔，而是紧紧地贴合了工厂的实际运行状态，真正做到了让设计者能“算明白账”，从而做出对企业最有利的工程决策。

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