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出版者:华中科技大学出版社

作者:张友寿 编

出品人:

页数:141

译者:

出版时间:2006-1

价格:14.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787560935447

丛书系列:

图书标签:

• 成形加工
• 实验教学
• 机械工程
• 材料成形
• 制造工艺
• 实践教学
• 高等教育
• 工程技术
• 实验教程
• 机械制造

《现代金属材料成形技术与工艺》 本书深入探讨现代金属材料在各种成形加工过程中的应用、机理及工艺优化。内容涵盖了材料的微观结构演变、宏观力学性能变化与加工过程的相互影响，旨在为读者提供一套系统、全面的金属材料成形理论框架和实践指导。 第一篇 材料基础与成形机理 第一章 金属材料的微观结构与性能： 晶体结构与缺陷：重点介绍金属材料的晶格类型、晶界、位错、空位等微观结构特征，以及它们对材料塑性变形能力的影响。 相变与热处理：阐述固态相变（如奥氏体化、珠光体化、马氏体转变等）的基本原理，并介绍退火、正火、淬火、回火等经典热处理工艺如何调控材料的显微组织和力学性能，为后续成形加工奠定基础。 力学性能测试与表征：详细介绍拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验等常用力学性能测试方法，以及断口分析、显微组织观察等表征手段，使读者能够准确评估材料的成形潜力。 第二章 金属塑性变形的基本理论： 应力与应变分析：引入应力张量和应变张量的概念，讲解单轴、双轴和三轴应力状态下的材料响应，为理解复杂成形过程中的变形行为提供数学工具。 屈服准则与流动法则：详细介绍Von Mises屈服准则和Tresca屈服准则，以及相关的流动法则，解释材料在塑性变形过程中的屈服判据和变形方向。 加工硬化与回复：阐述金属材料在塑性变形过程中硬度提高（加工硬化）的机制，以及在特定温度下变形应力的降低（回复）现象。 变形温度对塑性变形的影响：分析高温、低温和中温变形对金属材料流动应力、塑性变形能力以及组织演变的影响，为选择合适的加工温度提供依据。 第二篇 主要金属成形加工工艺 第三章 锻压工艺： 自由锻与模锻：区分两种基本锻造方式，介绍其适用范围、工艺特点和设备要求。 模锻工艺流程：详细阐述模具设计、镦粗、拔长、弯曲、冲孔、闭式模锻等关键工序，以及相应的工艺参数控制（如变形量、变形速度、模具温度等）。 锻压中的缺陷与控制：分析锻件可能出现的折叠、裂纹、欠锻、过锻等缺陷，并提出相应的预防和消除措施。 等温锻与精压锻：介绍先进的锻压技术，如等温锻如何减小变形抗力，提高材料利用率；精压锻如何提高尺寸精度和表面质量。 第四章 轧制工艺： 开坯轧制与精整轧制：介绍钢坯的轧制过程，如方坯、矩形坯的轧制，以及各种型材、板材的轧制。 轧制工艺参数：深入分析轧制道次、轧辊速度、轧制力、轧制温度、压下量等关键参数对产品尺寸、形状、组织和性能的影响。 轧制缺陷与质量控制：讲解轧制过程中可能出现的翘曲、镰刀弯、裂纹、表面划伤等缺陷，并探讨如何通过工艺优化和设备改进来保证产品质量。 特殊轧制工艺：介绍冷轧、热轧、挤压轧制、斜轧等特殊轧制方法及其应用。 第五章 挤压工艺： 正挤压与反挤压：阐述两种挤压方式的原理、优缺点和适用范围。 挤压工艺过程：详细介绍管材、棒材、型材、异型材等的挤压工艺，包括模具设计、坯料准备、润滑、变形速度控制等。 挤压件的组织与性能：分析挤压过程中材料的流变行为和组织变化，以及挤压件的力学性能特点。 挤压中的问题与对策：讨论挤压件可能出现的表面缺陷（如划痕、麻点）、内部缺陷（如中心裂纹）等，并提出解决方案。 第六章 冲压工艺： 落料与冲孔：介绍直线切边、曲线切边、冲孔等基本工序的原理和工艺要点。 弯曲与折边：讲解不同类型弯曲（如直角弯曲、圆角弯曲）的工艺特点和变形机理，以及折边工艺的应用。 拉深工艺：深入分析浅拉深、深拉深、复合拉深等过程，重点讲解模具设计、间隙、润滑、压料力、拉深比等关键参数对拉深件质量的影响。 胀形与缩口：介绍液压胀形、模具胀形、旋压成形等工艺，以及缩口工序的应用。 冲压自动化与模具设计：探讨连续冲压、多工位冲压等自动化生产模式，以及模具结构设计、材料选择和寿命预测。 第七章 焊接与连接技术： 焊接基本原理：介绍熔焊（电弧焊、电阻焊、气体保护焊等）、钎焊、固相焊接（摩擦焊、爆炸焊等）的基本原理。 焊接工艺参数：分析焊接电流、电压、速度、保护气体等参数对焊缝质量的影响。 焊接接头的组织与性能：讲解焊接过程中母材的热影响区、熔区、焊缝的显微组织演变及其对力学性能的影响。 焊接缺陷与检验：介绍焊缝可能出现的裂纹、气孔、夹渣等缺陷，以及无损检测方法（如射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤）。 螺栓连接、铆接等机械连接方法。 第三篇 先进成形技术与智能化制造 第八章 增材制造（3D打印）： 金属3D打印技术分类：详细介绍选择性激光熔融（SLM）、电子束熔融（EBM）、定向能量沉积（DED）等主要金属3D打印技术。 材料选择与准备：讨论适用于3D打印的金属粉末（如不锈钢、铝合金、钛合金、高温合金等）的特性要求和制备方法。 成形过程控制与后处理：分析打印参数（如激光功率、扫描速度、层厚）对打印件性能的影响，以及热处理、机加工等后处理工艺。 3D打印在航空航天、医疗器械等领域的应用案例。 第九章 超塑性成形与扩散连接： 超塑性变形机理：解释在特定温度和应变速率下，微晶结构材料能够实现巨大塑性变形的现象。 超塑性成形工艺：介绍模具设计、加热方式、变形介质（如气体压力）等关键工艺要素。 扩散连接原理与工艺：阐述在真空和加热条件下，工件表面原子相互扩散实现连接的机制。 应用领域：重点介绍超塑性成形在复杂零部件制造中的优势。 第十章 智能制造与成形过程模拟： 数字化仿真技术：介绍有限元分析（FEA）在预测成形过程中的变形、应力、温度分布和微观组织演变中的应用。 工艺参数优化与坯料设计：利用仿真软件对成形工艺进行模拟优化，实现高效、高质量的生产。 智能检测与反馈控制：探讨在线检测技术、数据采集与分析在成形过程中的应用，实现实时监控和闭环控制。 工业4.0在金属成形领域的实践。 第四篇 实验与实践指导 第十一章 成形加工实验基础： 实验安全规程：强调在进行金属成形加工实验时必须遵守的安全注意事项。 常用量具与测量仪器：介绍游标卡尺、千分尺、百分表、显微镜等测量工具的使用方法。 材料准备与试样制备：指导如何按照标准要求准备实验材料和制备试样。 第十二章 经典成形加工实验： 实验一：低碳钢的冷弯与热弯性能对比实验 目的：探究不同温度下弯曲变形对材料性能的影响。 内容：分别对试样进行冷弯和加热后弯曲，观察裂纹情况，并测量弯曲角度和角度变化。 实验二：铝合金的拉深性能测试与模具设计 目的：掌握拉深工艺参数对拉深件质量的影响，并进行简单的模具设计。 内容：利用不同拉深比和压料力进行拉深试验，分析拉深件的起皱、拉裂情况，并计算拉深系数。 实验三：铜管的挤压变形与组织观察 目的：了解挤压过程中材料的流动行为和微观组织变化。 内容：对铜管进行挤压变形，然后取样进行金相观察，分析晶粒的变形和流变情况。 实验四：钢材的焊接性能与焊缝质量检验 目的：掌握常见焊接方法（如电弧焊）的工艺要点，并学会进行简单的焊缝质量检验。 内容：焊接试样，进行弯曲试验和外观检查，了解焊缝的力学性能。 实验五：金属材料的硬度与显微组织分析 目的：通过硬度测试和金相显微镜观察，理解加工硬化和热处理对材料组织性能的影响。 内容：对不同状态（如退火态、冷加工态）的金属试样进行维氏或洛氏硬度测试，并制备金相试样进行显微组织观察。 第十三章 开放性与综合性实验项目： 鼓励学生结合所学理论，设计并完成具有挑战性的成形加工实验项目，例如： 利用CAD/CAE软件进行复杂零件的成形工艺仿真。 探索新型金属成形技术（如磁力成形）的应用。 针对特定应用场景，设计并验证一种优化的金属成形工艺。 本书内容丰富，理论与实践相结合，旨在培养读者扎实的金属材料成形加工理论基础和熟练的实验操作技能，为他们在机械制造、材料科学等领域的研究和工作打下坚实基础。

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这本书的价值远超于一本简单的实验手册。它更像是一部浓缩了数十年行业智慧的结晶。我发现作者在探讨每一个加工工艺时，都会引入一些行业前沿的动态和发展趋势，使得内容始终保持活力和先进性。例如，在讨论增材制造（3D打印）的相关章节中，不仅涵盖了经典的热熔沉积技术，还对新型光固化和金属粉末床熔融技术进行了深入浅出的介绍，并配有详实的实验步骤指导。这种对广度和深度的完美平衡，让我受益匪浅。阅读过程中，我常常会停下来，对照书中的图表和自己的理解进行反复推敲，尤其那些关于应力分布和残余应力形成的讨论，极大地提升了我对材料行为的宏观认知。对于希望在未来从事先进制造领域研究的人来说，这本书无疑是一份极具前瞻性的参考资料。

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初次拿到这本实验教程时，我的内心是既期待又略带忐忑的。毕竟，实验操作往往充满了变数和挑战。然而，这本书的编排结构立刻打消了我的疑虑。它采用了模块化的设计，每一章都聚焦于一个具体的加工技术，从基础的材料准备到精密的参数控制，讲解得层层递进，毫无跳跃感。我特别喜欢其中对于“失败案例分析”的设置，这部分内容在许多教材中常常被忽略，但作者却将其视为重要的学习环节。通过对常见失误原因的剖析，我们不仅能规避在自己实验中犯同样的错误，更能深刻理解工艺的敏感性。此外，书中对实验仪器的介绍也非常到位，不仅有标准图样，还有一些操作时的注意事项和安全警示，这体现了作者深厚的工程实践经验。读完前几章，我感觉自己不再是拿着说明书摸索的小白，而更像是一名有经验的技师，对整个加工流程心中有数。

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这本名为《成形加工实验教程》的书籍，从我翻开扉页的那一刻起，就给了我一种截然不同的阅读体验。它并非那种枯燥乏味的教科书，更像是一本引人入胜的冒险指南，将复杂的制造工艺以生动直观的方式展现出来。我尤其欣赏作者在描述每一个实验步骤时所展现出的那种细致入微的态度，仿佛亲手操作一般。书中对材料特性的分析，不仅仅停留在理论层面，而是紧密结合实际加工过程中的变化，这对于我这种渴望将知识付诸实践的学习者来说，无疑是雪中送炭。那些图示和流程图的编排也极其巧妙，逻辑清晰，即便是初次接触此类实验的新手，也能迅速掌握要领。每次实验后附带的思考题，更是激发了我深入探究背后的物理原理的兴趣，让学习过程充满了探索的乐趣，而不是被动接受。可以说，这本书成功地架起了理论与实践之间的桥梁，让“成形加工”这个曾经有些高深的领域变得触手可及。

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坦白说，市面上很多技术类书籍的语言总是显得过于学术化，让人望而却步，但这本《成形加工实验教程》却做到了将专业性与可读性完美结合。它的叙述风格非常贴近一线工作者的口吻，语气亲切，逻辑严密却不失温度。书中大量的实景照片和细节图，清晰地展示了加工过程中物料表面的微观变化，这比单纯的文字描述有效得多。我注意到作者在设计实验时，充分考虑了不同规模和预算的实验室条件，提供了多种替代方案和灵活的参数调整建议，体现出极强的实用主义精神。这本书不是要你盲目照搬，而是引导你去思考“为什么是这样”，鼓励读者根据实际情况进行优化和创新。这种启发式的教学方法，远比死记硬背公式有效得多，真正培养了我们的工程思维。

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当我合上这本书，最大的感受是知识的系统性和完备性。它不仅仅教授了“如何做”，更重要的是解释了“为何要这样做”。从基础的力学原理到复杂的退火处理曲线，所有的知识点都被巧妙地编织在一起，形成一个严密的知识网络。书中对于实验误差的控制和数据分析的章节尤为精彩，它教会了我如何科学地评估实验结果的可靠性，如何用统计学的方法来解读那些看似随机的波动。这种严谨的科学态度，是任何工程师都应当具备的核心素养。如果说有什么不足，那就是希望未来能增加更多关于自动化控制在成形加工中的应用案例，但这或许是下一版可以期待的更新了。总而言之，这是一本结构精巧、内容充实、且极具实践指导意义的优质教程。

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