具体描述
本书主要介绍了金属学相关基础知识；热处理基本原理；各类金属材料及典型零件的热处理工艺及各种工艺缺陷的防止方法；典型热处理夹具的设计与应用等内容。可作为热处理高级工的培训教材，亦可作为技工学校、职业学校、大中专院校师生的实习教学参考书。
本书共分八章，分别介绍了金属学相关基础知识；热处理基本原理；各类金属材料及典型零件的热处理工艺及各种工艺缺陷的防止方法；典型热处理夹具的设计与应用；各种热处理介质的配制与使用；测量控温仪表、热处理设备的使用与常见故障排除方法；相关检测方法及典型热加工缺陷的金相组织分析，同时介绍了一些新工艺、新设备及现代热处理的发展趋势。
《现代金属材料与成形技术实践指南》 前言 本书旨在为从事金属材料科学、工程应用及相关领域的技术人员、工程师和高级技工提供一本全面、深入且具有高度实践指导价值的参考手册。随着工业技术的飞速发展，新材料的涌现和先进制造工艺的普及，对从业人员的知识结构和技能水平提出了更高的要求。本书摒弃了过于冗余的理论堆砌，聚焦于实际生产、研发和质量控制中的核心知识点和关键技术环节，力求成为一本既能扎实基础理论，又能快速指导实际操作的工具书。 全书结构严谨，内容覆盖面广，从基础的金属材料结构与性能，到现代的先进制造工艺流程，再到严苛的质量检测与失效分析，层层递进，相辅相成。我们相信，扎实的材料认知是成功工艺实施的先决条件，而精湛的成形技术则是实现材料性能最大化的关键。 --- 第一篇：金属材料的微观结构与宏观性能解析 本篇将深入探讨金属材料的内在构造与外在表现之间的内在联系，为后续的工艺选择提供理论基础。 第一章：晶体结构、缺陷与基本反应 晶体学基础回顾： 重点解析体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和六方最密堆积（HCP）结构的特点及其对力学性能的初始影响。简述布拉维点阵及密排方向与面的概念。 晶体缺陷理论： 详细阐述点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的形成机制、运动方式及其在塑性变形和蠕变过程中的核心作用。重点分析刃型位错和螺型位错的滑移机制。 相图解读与热力学基础： 侧重于二元合金（如Fe-C系之外的典型二元系统）相图的实用性解读，包括固溶线、共晶点、共析点等关键点的确定及其在材料设计中的意义。简述吉布斯相律在平衡态分析中的应用。 第二章：主要工程金属材料的特性与选择 黑色金属材料深度剖析： 钢铁材料： 不仅涵盖普通碳素钢和低合金钢的微观组织演变，更聚焦于高强度低合金钢（HSLA）、先进高强钢（AHSS）如DP/TRIP钢的成分设计思路和组织特征。详细解析贝氏体、马氏体（包括残余奥氏体）的形成条件与力学性能控制。 不锈钢体系： 深入区分奥氏体、铁素体、马氏体和双相不锈钢的显微组织、抗腐蚀机理（点蚀当量、Pitting Resistance Equivalent Number, PREN）以及焊接性特点。 轻质与高温合金： 铝及铝合金： 重点讲解固溶处理、人工时效（T6、T7工艺）对2系、5系、6系、7系合金的强化机制。 钛合金： 侧重于α+β型合金的组织控制，如“魏氏体”的形成与控制，以及其在航空航天领域的应用限制。 镍基与高温合金： 分析γ'相等第二相弥散强化相的析出规律及其对材料蠕变性能的决定性影响。 --- 第二篇：现代金属材料的成形与连接工艺 本篇将聚焦于将材料从毛坯转化为最终零部件所必需的各项塑性加工和连接技术，强调工艺参数的精确控制。 第三章：精密塑性成形技术 锻造工艺优化： 涵盖热锻、温锻和冷锻的应用范围。详细论述模具设计中应力分布的模拟分析（有限元分析基础应用），以及对材料流线控制以提升疲劳寿命的实践方法。 轧制与挤压： 重点阐述宽幅板材轧制过程中的厚度公差控制和残余应力管理。介绍挤压工艺中对材料屈服极限和挤压比的选择原则。 深冲与旋压： 深入探讨材料的成形极限图（FLD）在优化冲压工艺中的应用，以及如何通过预先拉深和润滑剂选择来避免回弹和破裂。 第四章：先进连接技术与界面控制 焊接工艺精选： 熔化极气体保护焊（GMAW/MIG）： 重点分析电弧特性、飞溅控制及热输入对焊缝冶金特性的影响，尤其是对厚大截面结构钢的预热与层间温度控制。 高能束焊接（激光与电子束）： 介绍其深熔焊特点、热影响区（HAZ）的微观变化及其在精密结构连接中的优势与挑战。 固相连接技术： 摩擦搅拌焊（FSW）作为搅拌摩擦焊接的代表，详细解析其工具设计、搅拌头侵入深度与转速对界面材料混合程度和机械性能的影响。 钎焊与胶接： 针对异种材料连接，分析钎料的选择（润湿性、强度）及对被连接件的表面活化处理要求。 --- 第三篇：材料的强化、改性和表面工程 本篇侧重于通过外部手段（热处理、化学处理等）来优化材料的表面或整体性能，以满足苛刻的使用环境要求。 第五章：热处理工艺的精细化控制 热处理基础与平衡态： 复习冷却速率、奥氏体化温度对组织转变动力学的影响。 调质工艺的深入应用： 讨论不同淬火介质（油、水、盐浴、聚合物溶液）的冷却特性曲线（CCT/TTT），并结合残余应力消除，指导实际生产中的淬火变形矫正技术。 渗碳与渗氮技术： 侧重于优化碳势（Carbon Potential）和氮势（Nitrogen Potential）的精确控制，以实现目标硬化层深度和表面耐磨性。分析渗碳后的后续淬火和低温回火工艺对心部韧性的影响。 感应加热与激光热处理： 介绍高频/中频感应加热的穿透深度计算和频率选择，以及在局部淬火中的应用，强调冷却剂的选择和跳动控制。 第六章：先进表面工程技术 物理气相沉积（PVD）与化学气相沉积（CVD）： 重点分析TiN, TiAlN等涂层的应力状态、晶粒结构及其在切削工具和模具中的减摩增寿效果。探讨如何通过衬底层设计来改善涂层与基体的附着力。 热喷涂技术： 区分等离子喷涂、线材火焰喷涂的原理及典型应用，特别是在抗高温氧化和腐蚀领域的实践案例。 表面改性技术： 探讨通过激光熔覆技术实现特定功能梯度材料表面的构建。 --- 第四篇：失效分析与质量控制 本篇是连接理论与工程实践的关键环节，旨在培养读者识别和解决实际生产中问题的能力。 第七章：宏观与微观失效模式识别 疲劳断裂分析： 区分高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的特征。详细解析疲劳源的识别、裂纹扩展的形态学特征（如Striae纹）。 腐蚀与应力腐蚀开裂（SCC）： 讲解晶间腐蚀、点蚀的机理，并结合材料的化学成分（如铬、镍含量）预测其抗腐蚀性能。强调在特定介质中避免使用敏感材料（如某些不锈钢在含氯环境下）。 蠕变与过热/回火脆性： 分析高温下材料的稳态与瞬态蠕变速率，并讨论特定合金（如Cr-Mo钢）在450°C左右出现的回火脆性现象及预防措施。 第八章：无损检测（NDT）与力学性能表征 关键无损检测技术： 聚焦于超声波检测（UT）中的缺陷定位与定量评估（如Phased Array PAUT），以及磁粉检测（MT）和液体渗透检测（PT）在表面缺陷发现中的准确应用。 力学性能的全面评估： 不仅包括拉伸、冲击测试，更强调断裂韧性（KIC）的测试方法和意义。深入讲解硬度梯度（如维氏硬度HV）在评估热处理层厚度时的应用。 金相分析实践： 强调试样制备（磨光、腐蚀的标准化流程）对准确观察晶粒度、夹杂物形态和相分布的决定性作用。 --- 附录 附录将提供常用工程材料的性能速查表、不同热处理工艺的典型冷却速度参数表，以及常见的冶金缩写词汇对照表，方便读者快速查询与参考。 本书的编写遵循“实践导向、技术前沿”的原则，内容力求详实可靠，是所有致力于提升金属材料加工与应用水平的技术人员的必备参考书。
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