Welding Technology Fundamentals pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Goodheart-Willcox Pub

作者:Bowditch, William A./ Bowditch, Kevin E./ Bowditch, Mark A.

出品人:

页数:314

译者:

出版时间:

价格:18.64

装帧:Pap

isbn号码:9781590704066

丛书系列:

图书标签:

• 焊接技术
• 焊接工艺
• 焊接材料
• 焊接设备
• 金属连接
• 材料科学
• 工程技术
• 工业制造
• 焊接基础
• 焊接原理

铸造未来：现代材料成型技术与应用 本书导读： 随着工业化进程的不断深化，材料科学与先进制造技术的融合已成为推动各领域技术革新的核心动力。本书《铸造未来：现代材料成型技术与应用》旨在系统梳理和深入探讨当代工业中至关重要的材料成型工艺，从基础理论到前沿应用，为工程师、设计师、研究人员及相关专业学生提供一份全面、深入且具有实践指导意义的参考资料。我们聚焦于那些塑造现代工业产品形态、决定其性能和可靠性的关键技术，力求展现材料在极端条件下如何被精准地塑造成所需结构。 第一部分：成型工艺的理论基石与材料行为 本部分内容着重于为理解复杂成型过程打下坚实的理论基础。我们首先回顾了金属材料在塑性变形过程中的本构关系，深入分析了流变学在金属加工中的应用。不同于传统的基于经验的判断，本书强调使用先进的本构模型（如弹塑性模型、粘塑性模型）来精确描述材料在高温、高应变率下的动态行为。 1.1 塑性变形的微观机制与宏观响应： 详细阐述了位错运动、晶粒重排在形变过程中的作用。我们分析了加工硬化、回复（Recovery）和再结晶（Recrystallization）现象如何共同决定最终零件的微观结构和力学性能。特别地，书中有一章节专门探讨了应变诱导相变在特定合金成型中的影响，这对于钛合金和高锰钢的加工至关重要。 1.2 铸造过程中的凝固动力学： 铸造作为最古老的成型方法之一，其现代应用依赖于对凝固过程的精确控制。本书详细剖析了液固界面迁移的理论，探讨了枝晶生长速率、溶质偏析的形成机制。我们引入了计算机模拟（如有限体积法）在预测铸件内部缺陷（如缩松、气孔）方面的应用，并对比分析了压力铸造、离心铸造等工艺的热物理过程差异。 1.3 极端条件下的材料流变学： 探讨了热加工过程中的粘滞性和流动特性。针对高温合金和难熔材料，我们引入了Viscoplasticity理论，用于模拟超塑性流动和热机械疲劳的初始阶段。本章还包含了对材料本构曲线标定和验证的实验方法论介绍，强调了动态热机械分析仪（Gleeble）在获取高精度数据中的作用。 第二部分：先进塑性加工技术：精准塑形 本部分聚焦于通过力学作用改变材料形状的主流和新兴塑性成型技术，重点在于如何通过控制力和运动轨迹来实现高精度、高性能的零件制造。 2.1 锻压技术的新范式： 传统的自由锻和模锻技术在本书中被置于现代控制系统的背景下重新审视。我们深入讨论了等温锻造（Isothermal Forging）如何通过降低模具与坯料的温差来抑制材料流动应力的不均匀性，尤其适用于镍基高温合金的航空叶片成型。此外，爆炸成形和电磁成形作为非常规快速成型技术，其过程的能量转换机制和安全控制策略也得到了详尽的论述。 2.2 辊压与轧制工艺的优化： 轧制是板材和型材制造的核心。本书超越了基本的几何关系，重点分析了带材在多辊轧机中的应力状态、带材平直度控制技术（如凸度调整、侧向力的应用）。对于精密带材，我们详细阐述了张力减径和张力减薄工艺，以及如何通过过程控制来管理残余应力分布。 2.3 增材制造中的塑性效应： 尽管增材制造（AM）属于快速成型范畴，但粉末床熔融（PBF）和定向能量沉积（DED）过程中，快速的加热和冷却必然伴随着剧烈的塑性形变。本书从成型角度分析了激光扫描过程中局部应力的累积，以及由此导致的残余应力、热裂纹和几何变形。我们探讨了使用闭环反馈系统和预热策略来缓解这些塑性相关的制造缺陷的方法。 第三部分：特种材料的成型挑战与解决方案 现代工程对材料性能的要求日益苛刻，许多新型或难加工材料的成型成为工业界面临的主要挑战。 3.1 难加工合金的成型策略： 针对镍基高温合金、反应活性金属（如锆、铪）和高熵合金（HEA），本书提出了专门的成型解决方案。例如，对于高温合金，我们详细分析了超塑性成形（SPF）的窗口控制、应变率敏感性阈值。对于钛合金，我们对比了真空热成型与扩散连接（Diffusion Bonding）在复杂结构件制造中的适用性。 3.2 粉末冶金与致密化过程： 粉末冶金（PM）是实现复杂粉末材料结构的关键。本书系统地介绍了热等静压（HIP）和冷等静压（CIP）的原理，尤其关注HIP过程中的孔隙蠕变封闭机制。我们还探讨了增材制造（如粘结剂喷射）后烧结过程中的体积收缩控制，以及如何通过优化粉末特性来提高最终致密度。 3.3 复合材料与异质结构成型： 针对金属基复合材料（MMC）和层状结构，本书讨论了如何避免纤维或颗粒在塑性流动中的损伤或偏离路径。我们重点介绍了复合材料的叠轧工艺（Laminate Rolling）和粉末混合物的共挤压技术，强调界面结合的质量控制是成型成功的关键。 第四部分：过程模拟与质量控制 先进的成型技术离不开数字化工具的支持。本部分聚焦于如何利用计算模拟手段预测成型结果并实现过程的智能化控制。 4.1 有限元法（FEM）在成型分析中的应用： 深入讲解了求解塑性大变形问题的数值算法，包括网格重划分技术（Remeshing）和接触算法（Contact Algorithms）。我们提供了具体的案例分析，如复杂曲面件的深冲过程中的薄壁化预测和裂纹萌生评估。 4.2 过程监控与在线反馈： 强调了现代制造对实时数据采集的需求。书中介绍了使用声发射（AE）、红外热像仪和高精度位移传感器对成型过程进行实时诊断的方法。这些数据如何被集成到数字孪生模型中，以实现对温度场、应力场的实时修正和工艺参数的自适应调整，是本章节的核心内容。 4.3 缺陷的无损表征与控制： 成型后的缺陷控制是保证产品可靠性的最后一道防线。我们详细介绍了超声波检测（UT）、涡流检测（ET）在检测塑性流动导致的内部裂纹、夹杂物和晶粒结构异常方面的应用，并探讨了如何将这些检测结果反向指导成型参数的优化，形成一个良性循环的质量管理体系。 结语： 本书力求提供一个超越传统制造范畴的视野，将材料科学的深度理解与先进工程的实践需求紧密结合。通过对这些核心成型技术的系统梳理，读者将能够更好地理解并驾驭材料在复杂载荷和热历史下的行为，从而设计和制造出更具竞争力的下一代工业产品。

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