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出版者:冶金工业

作者:王雅贞

出品人:

页数:496

译者:

出版时间:2007-1

价格:40.00元

装帧:

isbn号码:9787502441470

丛书系列:

图书标签:

• 连续铸造
• 钢铁冶金
• 铸钢工艺
• 金属材料
• 设备工程
• 生产技术
• 工业工程
• 材料科学
• 冶金工程
• 铸造技术

钢铁冶金与材料科学前沿进展 一部全面覆盖现代冶金技术与材料科学核心理论与实践的权威著作 本书聚焦于当代钢铁工业最为关键和前沿的领域，深度剖析了从原料准备到成品检验的全流程中的关键科学原理与工程应用。它不仅仅是一本技术手册，更是一部融汇了冶金热力学、动力学、材料物理化学以及先进制造技术于一体的综合性学术专著。全书结构严谨，内容翔实，旨在为冶金工程师、材料科学家、高校师生以及从事相关工业研发的技术人员提供一个系统、深入的学习和参考平台。 第一部分：现代钢铁冶炼的理论基础与优化 本部分着重于阐述现代钢铁生产过程背后的微观和宏观物理化学原理，为理解和控制复杂的冶炼过程奠定坚实的理论基础。 第一章：钢铁冶金热力学与相平衡 深入探讨了铁水包精炼过程中的元素溶解行为、氧化还原反应的自由能变化及其对温度和气氛的依赖性。重点分析了脱氧剂（如铝、硅、锰）在不同钢种中的最优选择与加入时机，以及其在钢液中形成的复杂氧化物夹杂物的热力学稳定性。书中详细介绍了利用相图分析复杂多组分体系（如含氧、含硫、含氮的铁合金体系）的平衡状态，并结合实际生产数据，构建了高精度预测模型，用于指导炉前和炉后成分的精确控制。此外，对炉渣与钢液之间的界面反应动力学进行了深入探讨，量化了碱度、氧化性对炉渣对硫、磷等有害元素去除效率的影响系数。 第二章：反应动力学与传质过程 本章的核心在于揭示冶炼反应速率的本质。内容涵盖了气-液、液-液、液-固三相界面间的传质阻力分析，特别关注了搅拌强度、反应器几何形状对传质效率的影响。书中详细阐述了真空处理过程中氢气、氮气去除的动力学模型，包括气泡动力学和溶解气体扩散速率的计算方法。对于钢液中非金属夹杂物的上浮与聚集过程，本书引入了先进的流体力学模拟结果，详细分析了不同搅拌模式（如电磁搅拌、气体搅拌）如何有效调控流场，从而加速夹杂物的移除。 第三章：电化学在冶金过程中的应用 本章探讨了电化学原理在高温熔融体系中的实际应用。通过对电化学极化、电位测量在冶炼过程中的应用进行分析，解释了如何利用原位传感器监测钢液的活性度，从而实现对关键元素（如碳、氧）的实时控制。书中还引入了关于电炉冶炼过程的电能效率优化模型，分析了电极系统、炉衬材料与电弧稳定性之间的耦合关系，旨在提升电炉炼钢的整体能效和产品质量一致性。 第二部分：钢材的凝固、塑性加工与性能调控 本部分将焦点从液态金属转至固态转变过程，详细论述了钢材凝固组织控制、精密塑性加工技术以及如何通过热处理工艺来精确调控最终材料性能。 第四章：钢液的凝固理论与晶体生长 凝固过程是决定钢材宏观性能的决定性环节。本章详尽分析了柱状晶、等轴晶的形成条件和竞争机制，并引入了微观溶质偏析的数学模型，预测了铸坯内部的化学成分波动范围。书中对枝晶间液的化学成分富集、偏析的程度进行了定量评估，并讨论了利用快速冷却技术（如电磁制动技术）来细化晶粒结构、抑制宏观偏析的工程方法。对于高合金钢和特种钢种，本书特别关注了凝固过程中出现的液态过冷、二次/三次勃林缩孔的形成机理及其预防措施。 第五章：塑性加工中的显微结构演变 本章聚焦于轧制、锻造、拉拔等塑性变形过程对钢材微观组织的影响。详细阐述了动态再结晶、静态再结晶和回复等退火过程中发生的变化，并建立了描述位错密度演化和亚结构形成的本构方程。针对不同温度和应变速率下的流动应力行为，本书提供了丰富的实验数据和拟合模型，指导工程师设计高效、低能耗的轧制工艺。书中对高性能钢材（如高强度低合金钢、先进高强钢）的变形过程中的相变（如贝氏体相变、马氏体相变）与变形的交互作用进行了深入分析。 第六章：先进热处理工艺与性能工程 热处理是赋予钢材所需最终性能的关键手段。本章系统介绍了包括正火、淬火、回火、渗碳、氮化等传统工艺的原理和操作要点。重点突出了现代热处理技术，如等温淬火（QT）、贝氏体钢的热处理（Bainitic Transformation）、以及控轧控冷（TMCP）技术。对于新型钢种，本书详细阐述了如何通过精确控制冷却速率和保温时间，实现对铁素体、贝氏体、马氏体以及残余奥氏体含量的精准调控，以达到高强度、高韧性、高疲劳寿命的综合性能目标。 第三部分：过程监控、质量控制与新材料开发 本部分着眼于工业智能化和未来材料的需求，介绍了过程在线监测技术和新兴材料体系的开发方向。 第七章：冶金过程的在线监测与智能控制 随着工业4.0的推进，过程监测技术在减少批次差异、提高本质安全方面扮演着核心角色。本章详细介绍了非接触式温度测量（红外热像仪）、钢液成分的快速分析技术（如光谱分析、氧探头技术）在实际生产中的集成应用。书中讨论了基于多传感器数据融合的故障诊断系统，如何通过对温度、压力、流量、搅拌功率等参数的实时关联分析，提前预警潜在的冶金缺陷（如夹杂物超标、温度骤降）。此外，还探讨了先进过程控制（APC）在优化操作窗口、实现节能降耗方面的潜力。 第八章：特种钢与功能材料的冶金 本章面向高性能应用领域，介绍了高氮钢、高熵合金、以及耐热/耐腐蚀特种钢的冶金特性。重点分析了合金元素（如镍、铬、钼、铌）在提高钢材抗蠕变性、抗氢脆性、抗晶间腐蚀性中的作用机理。对于高熵合金，书中探讨了其复杂相区的设计、熔炼过程中的相分离控制以及固溶处理的优化策略，旨在为航空航天和能源领域提供材料解决方案。 第九章：冶金过程的数值模拟与数字化孪生 本章介绍了计算冶金学的最新进展。内容涵盖了计算流体力学（CFD）在模拟钢水流动、传热传质中的应用，有限元法（FEM）在预测材料变形行为和残余应力分布中的作用。书中提供了多个商业软件的典型案例分析，指导读者如何建立精确的数学模型来模拟复杂的冶金反应器（如钢包、结晶器内部）的操作条件，为工艺参数的优化和新设备的设计提供科学依据。 结语：可持续发展与未来挑战 全书最后总结了钢铁工业在实现碳中和目标下面临的挑战，包括氢冶金、生物质还原等颠覆性技术的研发进展，以及如何利用循环经济理念优化废钢处理和资源回收效率。本书旨在为读者提供一个立足于当前、面向未来的综合知识框架。

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这本书简直是冶金领域的一颗璀璨明珠，我最近一口气读完了它，真是受益匪浅。作者的文笔极其细腻，对于那些复杂的理论概念，他总能用最直白、最易懂的方式阐述出来。举个例子，在讲解连铸过程中的二次冷却控制时，书中不仅仅停留在公式的堆砌上，而是深入探讨了不同钢种在不同冷却速率下的微观结构演变，那种深入骨髓的理解让我感觉自己仿佛亲身站在了钢厂的控制室里，对每一个参数的变化都了然于心。特别是关于结晶器振动模式对坯壳质量的影响那几章，图文并茂的插图和详尽的案例分析，彻底颠覆了我以往对这个环节的刻板印象。书中对新型高效连铸设备的设计理念介绍得尤为精彩，那些看似冰冷的机械结构背后，蕴含着工程师们无数次的优化和突破，让人在敬佩之余，更对现代钢铁制造的精妙设计感到由衷的赞叹。这本书的广度和深度都达到了一个令人惊叹的高度，绝对是值得反复研读的宝典。

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这本书的装帧和排版也令人印象深刻，虽然内容专业，但阅读体验却相当舒适。纸张的质感很好，字体清晰，关键术语和公式都用不同的方式进行了强调，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳。我感觉这本书的编写者显然是花费了大量心血在细节打磨上。在讲解那些涉及流体力学和传热学的复杂方程时，作者巧妙地穿插了一些历史趣闻或者经典实验的背景介绍，这使得原本枯燥的数学推导过程变得生动起来，仿佛在听一位经验丰富的大师娓娓道来，而非死板地背诵公式。这种以人为本的设计理念，让技术学习不再是一种痛苦的煎熬，而是一种愉快的探索。我甚至发现，即便是书中对老旧设备的性能分析，作者也采用了批判性而非简单的否定态度，而是着重分析了其设计思想的演变过程，这对于我们理解技术迭代的规律非常有启发性。

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作为一名长期从事材料研究的学者，我对技术书籍的要求自然苛刻。这本书的学术严谨性毋庸置疑，它对最新研究成果的引用和整合做得非常到位，展现出作者对行业前沿的敏锐洞察力。我特别关注了书中关于拉 Steel 连铸技术的那部分论述，作者不仅清晰地梳理了该技术的发展脉络，还大胆预测了它在未来高端特钢生产中的应用潜力，这种前瞻性视角非常宝贵。书中的数据图表制作精良，准确可靠，每一次参数对比都让人信服。更难能可贵的是，作者在阐述理论的同时，始终不忘将这些知识与实际生产中的能耗控制、环保要求相结合，体现了一种高度的社会责任感和工程伦理。它不仅仅是一本技术指南，更像是一部关于如何实现“绿色、高效”钢铁制造的宣言。这本书的价值，绝非仅限于技术层面，它为整个行业的可持续发展提供了坚实的理论支撑和实践指导。

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我必须说，这本书为我打开了一扇全新的大门，尤其是在涉及到连铸过程中的动态过程模拟方面。它详细介绍了如何利用有限元方法对钢水在结晶器内的流动和凝固进行数值模拟，并提供了详细的边界条件设置和结果后处理方法。这些内容在其他同类书籍中往往是寥寥数语带过，但在这里却得到了深入的剖析，甚至附带了部分软件操作的流程建议，实用性极强。当我尝试将书中的模型应用于我正在进行的一个优化项目时，发现按照书中的步骤操作，能快速搭建起一个初步可行的仿真环境，这极大地提高了我的工作效率。它不像是纯粹的理论著作，更像是一位资深专家坐在你旁边，手把手教你如何将理论转化为可运行的代码和可验证的生产方案。这本书的深度和广度，确保了它能够在未来很长一段时间内，持续成为行业内人士案头必备的参考工具书，其参考价值难以估量。

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说实话，刚拿到这本厚厚的书时，我还有点担心内容会过于晦涩难懂，毕竟涉及到连续铸钢这种高精尖的技术。但翻开之后，我的顾虑立刻烟消云散了。这本书的编排逻辑简直是教科书级别的典范。它没有急于抛出那些高深的数学模型，而是循序渐进地从钢水处理的基础知识讲起，逐步过渡到核心的铸坯凝固理论，最后才是复杂的工艺控制和设备优化。这种由浅入深的叙述方式，极大地降低了学习门槛。我尤其欣赏作者在处理常见工艺缺陷时的那种“诊断式”写作手法。书中详细列举了各种内部和表面缺陷的成因、表现形式以及最有效的解决策略，简直就是一本现场操作的“故障排除手册”。对于我们这些常年在生产一线打滚的工程师来说，这种实用性极强的指导远比空泛的理论说教来得珍贵得多。这本书完全摆脱了传统技术书籍的沉闷感，读起来有一种酣畅淋漓的畅快感。

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