材料成形工艺基础/工程材料及机械制造基础系列教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中南大学出版社

作者:汤酞则

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2003-12

价格:21.00元

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isbn号码:9787810617390

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• 材料成形
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工程材料的广阔天地：从微观结构到宏观应用 本书旨在为工程领域初学者和从业者提供一个全面而深入的工程材料知识体系。我们相信，理解材料的本质是掌握现代工程技术的核心。从微观世界的原子排列到宏观世界的宏伟建筑，材料的特性无处不在，深刻影响着我们设计、制造和使用的一切。 第一章：材料的世界——定义、分类与发展 本章将带领读者初步认识“材料”这一工程领域至关重要的概念。我们将从材料的定义出发，探讨其在人类文明发展史中的重要作用，并梳理材料家族的庞大体系。 材料的定义与意义： 我们将阐释材料不仅仅是物质的堆积，更是经过精心设计和加工，以满足特定工程需求的实体。材料的性能直接决定了产品的可靠性、经济性和可持续性。 材料的宏观与微观： 从肉眼可见的宏观形态，到原子、分子层面的微观结构，材料的性能根植于其内部构造。本章将初步介绍如何从宏观现象推测微观机制，为后续深入学习打下基础。 材料的分类体系： 工程材料的种类繁多，为了便于理解和应用，我们将介绍几种主流的分类方法，例如按组成（金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料）、按性能（结构材料、功能材料）以及按应用领域等。每种分类方式都有其独特的视角和价值。 材料科学与工程的演进： 从古代的石器时代、青铜时代、铁器时代，到现代的半导体、超导材料、智能材料，材料的进步是推动科技革命的关键。我们将回顾材料科学与工程的发展历程，展望未来的发展趋势，激发读者对新材料探索的兴趣。 第二章：金属材料的奥秘——铁、铝、铜及其合金 金属材料以其优异的力学性能、导电导热性能以及加工性能，在工程领域占据着举足轻重的地位。本章将聚焦几种最常见的金属材料，深入剖析其结构、性能与应用。 金属的晶体结构与基本性质： 我们将详细介绍金属的原子排列方式（如面心立方、体心立方、密排六方），以及晶界、位错等微观结构特征对宏观性能的影响。理解这些微观结构是掌握金属材料性能的关键。 钢铁材料——工程的脊梁： 铁与碳的合金——钢： 钢是应用最广泛的金属材料。我们将深入探讨碳在铁中的固溶、相变（如奥氏体、铁素体、渗碳体、珠光体、马氏体），以及这些相变如何影响钢的强度、硬度、韧性等关键性能。 合金钢的家族： 除碳元素外，加入其他合金元素（如铬、镍、钼、钒等）可以显著改善钢的性能，形成各种高性能合金钢，如不锈钢、工具钢、高速钢等。我们将介绍这些合金元素的添加机理和对钢性能的优化作用。 铸铁： 与钢不同，铸铁含有较高含量的碳，具有优良的铸造性能和良好的耐磨性、减震性，在机械制造中扮演着重要角色。我们将区分灰铸铁、白口铸铁、蠕墨铸铁和球墨铸铁等不同类型，并分析其结构与性能的对应关系。 铝合金——轻质高强的典范： 铝及其合金以其轻质、高比强度、良好的导电导热性和耐腐蚀性，广泛应用于航空航天、汽车、电子电器等领域。我们将介绍铝的晶体结构，以及通过添加铜、镁、硅、锌等元素形成的各种铝合金，并探讨其热处理工艺对其性能的影响。 铜及其合金——导电导热的先驱： 铜及其合金（如黄铜、青铜）以其优异的导电导热性能、良好的耐腐蚀性和加工性，在电力传输、电子器件、管道系统等领域不可或缺。我们将解析铜的性能特点，并介绍其主要合金的组成、性能优势及其应用。 其他重要金属材料： 简要介绍钛合金、镁合金、镍基合金等在特殊领域的应用，拓展读者对金属材料的认知。 第三章：无机非金属材料的多彩世界——陶瓷、玻璃与水泥 无机非金属材料以其耐高温、耐腐蚀、绝缘等特性，在极端工况和特殊应用中发挥着不可替代的作用。本章将重点介绍陶瓷、玻璃和水泥等代表性材料。 陶瓷材料——高温与硬度的化身： 陶瓷的定义与组成： 陶瓷是指由金属或非金属的无机化合物组成的材料，通常经过高温烧结而成。我们将介绍氧化物陶瓷（如氧化铝、氧化锆）、氮化物陶瓷（如氮化硅）、碳化物陶瓷等。 陶瓷的微观结构与性能： 陶瓷材料的晶粒、晶界、气孔等微观结构对其性能至关重要。我们将分析其高强度、高硬度、高耐磨性、优良的绝缘性和耐腐蚀性，以及其固有的脆性。 先进陶瓷的应用： 从电子陶瓷（介电材料、压电材料）、结构陶瓷（轴承、切削工具）、生物陶瓷到耐火材料，先进陶瓷的应用领域不断拓展。 玻璃——透明的艺术与科学： 玻璃的本质： 玻璃是一种非晶态固体，具有长程无序的短程有序结构。我们将介绍普通玻璃（硅酸盐玻璃）、特种玻璃（如硼硅酸盐玻璃、石英玻璃）的组成和性能特点。 玻璃的加工与应用： 玻璃的成型工艺多样，从吹制、压制到拉伸，以及退火、钢化等热处理工艺。我们将探讨玻璃在建筑、光学仪器、显示屏、实验室器具等领域的广泛应用。 水泥与混凝土——现代建筑的基石： 水泥的组成与水化作用： 水泥是重要的胶凝材料，其主要成分是硅酸盐。我们将阐述水泥的水化反应过程，以及其生成水化产物如何使水泥浆体硬化。 混凝土的性能与应用： 混凝土是将水泥、骨料（砂、石）和水按一定比例混合制成的复合材料。我们将讨论混凝土的抗压强度、抗拉强度、耐久性等性能，以及其在桥梁、大坝、高层建筑等重大工程中的应用。 第四章：高分子材料的魅力——塑料、橡胶与纤维 高分子材料以其质轻、易加工、性能多样、成本低廉等优点，深刻地改变着我们的生活方式，从衣食住行到尖端科技，无处不有它们的身影。 高分子材料的定义与结构： 我们将介绍高分子的基本概念，如单体、聚合物、聚合反应，以及线型、支链型、网状型等高分子链的结构。 高分子材料的分类： 塑料： 塑料是可塑性高分子材料的总称。我们将区分热塑性塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯）和热固性塑料（如酚醛树脂、环氧树脂），并分析其结构与性能的差异。 橡胶： 橡胶是具有高弹性的高分子材料。我们将介绍天然橡胶和合成橡胶（如丁苯橡胶、顺丁橡胶），以及其硫化等加工工艺。 纤维： 纤维是指具有高长径比的丝状高分子材料。我们将区分天然纤维（如棉、麻、羊毛）和合成纤维（如聚酯纤维、锦纶），并探讨其在纺织、复合材料等领域的应用。 高分子材料的性能与改性： 高分子材料的性能受分子结构、分子量、结晶度、添加剂等多种因素影响。我们将介绍高分子材料的力学性能（强度、韧性、弹性）、热性能、电性能、化学稳定性等，并探讨如何通过共聚、共混、填充等方法来改善其性能，以满足更广泛的应用需求。 高分子材料的回收与可持续发展： 面对日益严峻的环境问题，高分子材料的回收利用和生物可降解材料的研发成为重要的研究方向。 第五章：复合材料的优势——强强联合的智慧 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学方法组合而成，从而获得单一材料无法比拟的综合性能。 复合材料的定义与构成： 我们将介绍复合材料的基本构成，即基体材料和增强材料。基体材料起连接、分散应力作用，增强材料提供主要的力学性能。 复合材料的分类： 纤维增强复合材料： 以纤维作为增强相，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）、芳纶纤维增强塑料（AFRP）等。我们将重点介绍不同纤维的性能特点以及它们如何提升材料的强度、刚度和韧性。 颗粒增强复合材料： 以颗粒作为增强相，如金属基复合材料中的硬质颗粒增强。 层状复合材料： 将不同材料按层状结构叠加，如胶合板。 复合材料的性能优势： 复合材料通常具有高比强度、高比刚度、良好的抗疲劳性能、耐腐蚀性以及设计自由度高等优点。 复合材料的应用领域： 复合材料在航空航天、汽车、风力发电、体育器材、建筑等领域已得到广泛应用，并仍在不断拓展。 第六章：功能材料——科技创新的驱动力 功能材料是指那些除了结构和力学性能外，还具备特殊电、磁、光、热、声、生物等功能的材料，是现代高科技发展的关键支撑。 电子材料： 包括半导体材料（如硅、锗）、导电材料（如铜、银）、绝缘材料（如陶瓷、塑料）等，是信息技术产业的基础。 磁性材料： 如软磁材料（铁氧体）和硬磁材料（稀土永磁），在电机、传感器、存储设备等领域发挥作用。 光学材料： 如光纤、激光材料、液晶材料等，推动着通信、显示、传感等技术的发展。 热电材料： 能够实现热能与电能相互转换的材料，在能源收集和制冷领域具有潜力。 生物医用材料： 如医用高分子、生物陶瓷、金属植入物等，用于替代或修复人体组织和器官。 智能材料： 能够响应外界刺激（如温度、光、电、磁场）而改变自身性能或形态的材料，如形状记忆合金、压电陶瓷、光致变色材料等。 第七章：材料的性能表征与测试 理解材料的性能是选择和应用材料的前提。本章将介绍几种关键的材料性能表征方法。 力学性能测试： 拉伸试验（强度、弹性模量、延伸率）、压缩试验、弯曲试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验等，用于评估材料抵抗外力的能力。 物理性能测试： 密度、热导率、电导率、热膨胀系数、磁导率、光学透过率等，用于描述材料的物理特性。 化学性能测试： 耐腐蚀性试验、氧化性试验等，用于评估材料在不同化学环境下的稳定性。 微观结构分析： 金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等，用于观察材料的微观组织。 无损检测： 超声波探伤、X射线探伤等，用于在不损坏材料的前提下检测其内部缺陷。 第八章：材料的选择与应用 在实际工程中，如何根据产品需求选择合适的材料是一项重要的挑战。 材料选择的基本原则： 结合材料的性能、成本、可加工性、环境影响、可靠性等因素进行综合权衡。 典型工程领域的材料选择实例： 航空航天： 高比强度、轻质材料，如铝合金、钛合金、碳纤维复合材料。 汽车工业： 轻质高强材料以降低油耗，如铝合金、高强度钢、塑料。 电子电器： 导电、绝缘、耐高温材料，如铜、硅、陶瓷、特种塑料。 建筑工程： 结构材料，如钢材、混凝土、砖石。 生物医学： 生物相容性材料，如钛合金、医用高分子。 材料的生命周期评估： 考虑材料从生产、使用到废弃的整个生命周期对环境的影响。 本书力求以清晰的逻辑、丰富的实例和深入浅出的语言，帮助读者建立起扎实的工程材料基础知识。我们相信，通过对材料世界的探索，读者将能更好地理解现代工程技术的原理，并为未来的学习和实践打下坚实的基础。

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这本书简直是工程材料领域的宝典，内容详实到令人发指！我花了好大力气才把第一章的晶体结构和缺陷部分啃完，那种严谨的逻辑和深入的剖析，让我对材料的微观世界有了全新的认识。特别是关于位错理论的阐述，竟然能把如此抽象的概念讲得如此透彻，配上那些精细的示意图，简直是为自学提供了无与伦比的便利。不过，说实话，这本书的篇幅和深度，初学者可能需要一些时间来适应。它不是那种能让你走马观花地浏览过去的书，你需要沉下心来，一步一个脚印地去理解每一个公式背后的物理意义。我个人感觉，它更像是一本可以随时翻阅、作为工具书来查阅的参考手册，而不是一本轻松的入门读物。我桌上那本已经被我翻得卷了边，可见被我“蹂躏”的程度。那些关于相图的章节，我反复看了好几次，才勉强搞清楚冷却曲线和平衡条件的那些门道。

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从一个准备考研的学生的角度来看，这本书的习题量和难度配置简直是“魔鬼级别”。每一章末尾的思考题和计算题，没有一个是可以轻易放过的，它们精准地考察了对概念的理解深度。我花了整整一个周末来攻克热处理那一章的冷却速率计算和组织转变模拟，那种“解出来”的成就感是无与伦比的。但不得不说，这本书的“水土不服”也很明显：它的很多例子和参数设定，似乎是基于特定的老式设备或标准的材料体系，对于我们现在实验室里使用的一些新型高熵合金或者复合材料，直接套用书中的公式，效果并不理想，需要我们自己去寻找修正因子。这要求读者必须具备强大的知识迁移能力，不能死读书。总的来说，它是一把双刃剑，是通往高阶学习的绝佳阶梯，但同时也可能成为一部分人的“劝退石”。

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拿到这本厚厚的教材时，我心头一紧，感觉像是背上了一座小山。这书的排版设计倒是挺现代，不像一些老教材那样枯燥乏味，但在内容密度上，那可真是“寸土不让”。我主要关注的是机械制造那一块，尤其是切削加工的理论部分。书中对各种加工方法，比如铣削、车削的力学分析，给出了非常详尽的数学模型。说实在话，初次接触这些复杂的应力-应变关系，确实有点令人头疼，感觉自己像是在啃一本高级的流体力学著作。它对刀具材料的耐磨性和红硬性的讨论，深度也远超我预期的大学教材水平，简直是在用研究生的视角来讲解本科基础知识。唯一的遗憾是，对于一些新兴的增材制造（3D打印）技术，内容涉及得相对较少，主要还是聚焦在传统的塑性成形和切削加工上，这在当今这个快速迭代的工业环境中，稍微显得有些保守了。

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我是一名在职的工程师，购买这本书的目的是想系统梳理一下自己工作中经常用到的塑性变形原理，毕竟多年不碰理论，很多细节都模糊了。这本书的优点在于其理论的完整性，它几乎涵盖了金属塑性加工的所有基本模块，从轧制到锻造，再到冲压，每一个环节的应力状态分析都处理得非常干净利落。我特别喜欢其中关于流变学和本构关系的部分，作者似乎非常擅长将复杂的物理现象转化为简洁的数学语言。然而，书中大量的公式推导，虽然严谨，但对于急需现场应用指导的我来说，有时候显得有些“纸上谈兵”。我更期待看到更多真实案例中参数如何选取、工艺窗口如何设定的实操经验，而不是纯粹的理论推演。这本书无疑为我巩固了“内功”，但“招式”的学习，可能还需要借助其他更侧重实践的书籍。

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这本书的装帧质量出乎意料地好，纸张厚实，印刷清晰，长时间阅读下来眼睛不会有明显的疲劳感。从内容上看，它构建了一个非常宏大且自洽的材料成形工艺知识体系。我尤其欣赏它对“为什么”的解释，而不是仅仅停留在“怎么做”的层面。比如，它会花大量篇幅解释为什么某种成形方式会导致特定的残余应力，以及这些应力如何影响最终零件的寿命。这种深入骨髓的因果分析，极大地提升了我的工程思维。不过，这本书的语言风格偏向于古典的学术叙事，句子结构比较长，逻辑链条也比较复杂，初读时需要频繁回溯，速度较慢。如果能加入更多的彩色图解来展示三维的应力场分布或者变形轨迹，想必会更符合当代读者的阅读习惯，提升整体的直观感受。

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