金属成形加工基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业

作者:王英杰 编

出品人:

页数:174

译者:

出版时间:2007-9

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787111219316

丛书系列:

图书标签:

• 金属成形
• 金属加工
• 机械工程
• 材料科学
• 制造技术
• 塑性变形
• 金属材料
• 成形工艺
• 机械制造
• 工业工程

现代工业制造技术前沿：先进材料与精密成形工艺 图书简介 本书旨在全面深入地探讨当前工业制造领域最前沿、最具创新性的先进材料及其精密成形加工技术。面对全球制造业向高附加值、高性能方向转型的迫切需求，理解和掌握新材料的特性、传统工艺的局限性以及颠覆性成形方法，已成为工程师和技术人员的核心竞争力。本书内容涵盖了从材料科学基础到尖端制造系统的完整知识链条，力求为读者构建一个全面、系统且具有前瞻性的技术视角。 第一部分：高性能工程材料的深度解析 本部分聚焦于结构强度、耐腐蚀性、极端温度适应性等方面表现卓越的新型工程材料，这些材料是实现航空航天、新能源汽车和高端医疗器械等领域突破的关键载体。 第一章：超高强度钢与轻量化合金 深入分析新一代超高强度钢（如马氏体钢、先进高强钢AHSS）的微观结构演变及其热机械耦合行为。重点探讨了不同相变机制如何影响最终力学性能，以及如何通过精确控制冷却速率和应变来实现性能优化。此外，对铝锂合金、镁合金以及稀土改性钛合金的密度、比强度和疲劳特性进行了详尽的比较研究。材料的显微组织分析技术，特别是透射电子显微镜（TEM）在位测试方法的应用，被作为理解材料变形机理的重要工具加以介绍。 第二章：功能性复合材料与智能材料 本章阐述了纤维增强复合材料（FRC）在提高比刚度和抗冲击性方面的优势。详细介绍了碳纤维、陶瓷纤维在不同基体（如环氧树脂、聚合物基体、金属基体）中的铺层设计、界面粘结强度对其宏观性能的影响。同时，深入探讨了形状记忆合金（SMA）、压电材料和自修复材料等智能材料的本构关系和在动态环境下的响应特性。内容涵盖了复合材料的无损检测技术，如超声波成像和热成像在缺陷识别中的应用。 第三章：增材制造专用材料的特性研究 随着增材制造（AM）技术的成熟，对专用粉末和丝材的研究愈发重要。本章详细分析了用于选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）的金属粉末（如高熵合金粉末、镍基高温合金粉末）的球形度、粒径分布对成形质量和后续热处理响应的影响。对于高分子材料，则侧重于光敏树脂的聚合动力学和打印后固化过程对最终产品几何精度和力学性能的制约。 第二部分：超越传统：先进精密成形工艺 本部分着眼于如何以更少的步骤、更高的精度和更少的材料损耗来制造复杂的几何形状。内容聚焦于对传统制造方法进行革新和升级的关键技术。 第四章：高精度塑性成形技术：冷/温/热锻造的优化 本章超越基础的自由锻和模锻概念，深入探讨了多工位级进模锻、等温锻造和高速镦锻的应用案例。重点分析了模具的设计理念，包括应力集中点的消除和复杂腔型的填充问题。利用有限元分析（FEA）软件模拟材料在极端应变率下的流动行为，以指导工艺参数的设定，从而有效控制残余应力和表面质量。对于高精度零件，如涡轮叶片坯件的成形，详细阐述了材料流线控制的数学模型。 第五章：特种材料的精密塑性加工与搅拌摩擦焊 对于难以通过传统切削或铸造获得的材料，本章介绍了特种加工技术。例如，在超塑性材料（如特定锆合金、超细晶粒铝合金）的成形过程中，如何通过控制温度和应变速率区间来实现近净形制造。重点剖析了搅拌摩擦焊（FSW）——一种固态连接技术——的机理，包括其独特的拉伸区和压缩区对焊缝微观结构和力学性能的影响，尤其是在连接异种金属时的冶金学挑战。 第六章：微纳尺度制造与表面工程 面向微电子和生物医疗领域对结构微型化的需求，本章探讨了微纳加工技术。内容包括光刻、电子束刻蚀在金属和陶瓷原型制造中的应用。在表面工程方面，着重介绍激光冲击强化（LSI）对提高零件表面硬度和抗疲劳性能的机制，以及磁控溅射和离子束沉积技术在制备高硬度、低摩擦系数薄膜中的最新进展。 第三部分：过程控制、模拟与质量保证 先进制造的实现依赖于对制造过程的精确理解和实时控制。本部分强调了数字化工具和在线监测系统在确保产品一致性和可靠性方面的核心作用。 第七章：成形过程的数字化模拟与优化 详细介绍了使用商业化有限元软件（如DEFORM、ABAQUS）对复杂成形过程进行多物理场耦合分析的方法。内容包括材料本构模型的选择、网格划分策略、边界条件设置以及后处理分析。特别强调了热-力-组织耦合模拟在预测材料相变和残余应力分布中的重要性，为工艺窗口的确定提供了科学依据。 第八章：在线监测与智能反馈控制 现代制造车间要求实时获取工艺参数。本章讨论了非接触式传感技术，如红外热像仪用于监测锻造过程中的温度梯度，高速摄像机用于捕捉微裂纹的萌生和扩展。引入了基于机器学习的缺陷识别算法，通过分析声发射信号和振动数据，实现对成形过程的智能诊断和自动参数修正，以确保最终产品的质量处于可控范围内。 第九章：制造过程中的残余应力分析与消除 残余应力是影响精密零件服役寿命和尺寸稳定性的关键因素。本章系统地分析了热处理、形变和焊接过程中残余应力的来源与分布特征。介绍了包括振动松弛、均匀加热和激光冲击在内的多种残余应力消除技术，并结合X射线衍射技术（XRD）对表面残余应力场进行量化测量的方法。 本书面向机械工程、材料科学、工业工程等相关专业的本科高年级学生、研究生，以及从事高端装备研发、工艺优化和质量控制的工程师和技术人员。通过对这些前沿技术的系统梳理与深入探讨，读者将能有效地应对当前工业制造领域所面临的技术挑战，推动产品性能的持续提升。

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这本书的插图质量，坦白讲，有待商榷。很多流程图和示意图的线条过于粗糙，缺乏现代出版物应有的清晰度和美感。例如，在描述复杂的模具结构时，如果能采用三维渲染图或者剖视图来展示应力集中区域，而不是简单的二维线性示意图，读者的理解效率会高出不止一个档次。此外，排版上的间距和字体选择也偏向于上个世纪的风格，长时间阅读下来，眼睛会比较容易疲劳。虽然内容本身是硬核的，但阅读体验的欠佳，无疑降低了学习的积极性。我个人更倾向于选择那些在图文结合上做得更出色的教材，它们能用视觉语言来弥补文字描述的不足。如果能将一些关键的计算公式用更清晰的数学排版方式呈现，而不是混在段落文字中，也会让查阅和复习变得更加高效。

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这本书的装帧和排版确实很扎实，初上手感觉分量很足，油墨味儿也挺正的，不像有些新书那么轻飘。我本来以为这会是一本偏向理论推导的教科书，但翻开目录和前几章，发现它似乎更侧重于对材料的微观结构和宏观力学行为之间关系的梳理。尤其是关于晶粒尺寸对材料塑性变形影响的那几个章节，作者花了大量的篇幅去解释位错运动和晶界滑移的耦合机制，配图虽然是黑白的，但详略得当，能让人在脑海中构建出一个比较清晰的模型。当然，作为一本基础读物，对一些前沿的数值模拟方法，比如有限元分析（FEA）在冲压和锻造过程中的应用，涉及得相对比较浅，更像是点到为止，没有深入到具体的算法实现层面。如果你是想找一本能让你深入理解“为什么”金属会在特定应力路径下发生特定变形的读者，这本书的理论深度绝对能满足你的胃口。我个人特别喜欢它在介绍各种经典成形工艺，比如深冲和辊压时，总能回溯到材料本构关系上来，而不是简单罗列工艺参数。

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坦率地说，这本书的叙事风格对我来说有点过于“学究气”了，读起来节奏偏慢，尤其是在描述一些基础概念的时候，总感觉有点啰嗦，像是在给一个完全没有物理背景的人讲课。比如，关于应力张量和应变张量的定义，占用了好几页篇幅，虽然严谨是好事，但对于已经了解基础材料力学的读者来说，会感觉是在浪费时间。我期待的是能更快地切入到具体的成形缺陷分析和控制策略上，比如如何避免回弹、如何控制厚度减薄率等实际操作层面的内容。书中的案例分析部分略显不足，很多例子都停留在理论模型的验证阶段，缺乏与实际工业生产线上的复杂工况相结合的深度探讨。比如，一个多工位连续冲压生产线中，由于模具磨损导致的公差漂移问题，这本书里并没有给出任何直接的指导或案例剖析。对于那些期望快速上手解决工程问题的技术人员来说，可能需要搭配其他更侧重于“How-to”的手册来阅读。

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我花了大量时间研究了书中关于热处理对塑性变形能力影响的那部分章节，感觉作者在该领域的知识储备非常深厚。他对退火、正火以及淬火回火过程中析出相的演变如何影响后续的冷加工性能，进行了非常细致的论述。书中有一张图表，非常巧妙地展示了不同温度和时间下的回复、再结晶曲线，将其与拉伸试验中的加工硬化曲线结合起来分析，视角独特。美中不足的是，这本书在涉及新型材料，比如高熵合金或者先进高强钢（AHSS）的成形特性时，内容显得有些陈旧了。目前业界对这批新材料的低温脆性和延迟断裂等问题非常关注，但这本书的材料数据库和相关的实验数据似乎还停留在传统碳钢和铝合金的范畴内，这使得它在面向未来制造技术方面，略显保守。希望再版时能增加关于增材制造（AM）金属零件后续成形加工适应性的讨论。

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这本书最大的亮点，在我看来，是对“延展性”这个核心概念的哲学式探讨。作者不仅仅将其定义为材料断裂前的最大变形量，而是将其置于整个材料科学的框架下，探讨了其与材料缺陷、内部残余应力场之间的复杂关系。通过对不同成形方式（如旋压、挤压、拉伸）在宏观结果上的差异对比，作者引导读者去思考，**成形过程本身就是对材料性能的动态重塑**。这种高度的理论概括能力，使得这本书超越了一般的工艺手册的范畴，更像是一部关于金属塑性本构行为的深度论述。我希望它能在“失效分析”的部分增加更多关于疲劳和蠕变在成形残余应力影响下的耦合案例，这将使这本书的工程价值更上一层楼，成为连接基础理论与寿命预测之间的重要桥梁。

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