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出版者:

作者:伍广

出品人:

页数:249

译者:

出版时间:2009-2

价格:24.50元

装帧:

isbn号码:9787122044570

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• 焊接
• 焊接工艺
• 金属加工
• 材料科学
• 工程技术
• 工业技术
• 制造
• 机械工程
• 焊接技术
• 工艺流程

《金属塑性变形的奥秘》 在现代工业的脉搏中，金属材料扮演着不可或缺的角色。它们以其坚固的骨骼支撑起宏伟的建筑，以其柔韧的肌理塑造出精密的机械，更以其卓越的性能驱动着科技的飞跃。而要让这些坚硬的物质按照我们的设想，呈现出所需的形态和结构，就必须深入理解并掌控其内在的“生命”——金属的塑性变形。 本书《金属塑性变形的奥秘》将带领您踏上一段探寻金属内在力量的旅程。我们并非聚焦于某一特定金属的加工方法，而是致力于揭示金属在受到外力作用时，其原子、晶格、位错等微观层面所发生的深刻而迷人的变化。这是一种对物质本质的探索，一种对力量与形态关系的解读，一种对材料潜能的挖掘。 第一章：材料的内在语言——原子与晶格的秩序与扰动 我们将从最基础的层面开始，审视金属原子是如何排列成有序的晶体结构。在常温常压下，这些原子就像排列整齐的士兵，形成稳定的晶格。然而，一旦施加外力，这种秩序便开始被打破。本章将详细阐述金属的几种常见晶体结构（如体心立方、面心立方、密排六方），并解释不同结构在塑性变形过程中的表现差异。我们将深入探究晶格畸变、空位、间隙原子等点缺陷的概念，以及它们如何对材料的力学性能产生微妙的影响。就像在有序的城市街道上，偶尔出现一两个修路中断的区域，虽然局部受阻，但整体交通流仍能进行。 第二章：塑性变形的“幕后推手”——位错理论的革命 塑性变形的本质，并非所有原子同时“搬家”，而是通过一种称为“位错”的晶体缺陷的滑移来实现的。位错，顾名思义，就是晶格中原子排列的“错误”或“断层”。它们如同战场上的精锐部队，能够沿着特定的滑移方向和滑移面，以相对较低的能量代价，实现大范围的原子重排。本章将详细介绍刃位错和螺位错的结构与运动机制，深入剖析位错在塑性变形中的核心作用。我们将解释位错的产生（如弗兰克-里德源）、运动（滑移和攀移），以及它们如何相互作用，形成位错墙、位错缠结等复杂结构。这些微观结构的演变，直接决定了材料宏观上的塑性变形能力。 第三章：形变之路——滑移与孪生 金属的塑性变形主要通过两种机制实现：滑移和孪生。滑移是最普遍的变形方式，位错在特定滑移系上运动，导致晶体发生相对位移。本章将深入探讨不同晶体结构中的优先滑移系，以及温度、应力速率等因素对滑移行为的影响。我们将介绍名义屈服强度、实际屈服强度等概念，并解释宏观应力应变曲线与微观位错运动之间的内在联系。 孪生，则是一种更为剧烈的变形方式，它使晶格发生镜像对称的转动，形成新的晶体取向。虽然不如滑移普遍，但孪生在某些金属（如镁、锌）中扮演着重要角色，尤其是在低温或高应变速率下。本章将详细介绍孪生的几何学，包括孪生面、孪生方向，以及不同类型的孪生。我们将对比滑移和孪生在塑性变形中的异同，并分析它们在不同材料和变形条件下的协同或竞争关系。 第四章：力量的痕迹——形变强化机制的探索 每一次塑性变形，都在金属内部留下印记，并使其变得更加“强大”。这就是形变强化。本章将深入剖析导致材料强度提高的各种机制。我们将详细解释位错密度增加、位错塞积、亚晶界形成等如何阻碍位错运动，从而提高材料的屈服强度和抗拉强度。我们将介绍固溶强化、沉淀强化等合金化手段如何通过引入杂质原子或第二相粒子来钉扎位错，进一步增强材料的机械性能。 第五章：动态与静态——变形过程中的热力学与动力学 塑性变形并非一个简单的静态过程，而是伴随着能量的转化和动力学行为。本章将从热力学的角度，探讨塑性变形过程中的功耗、热量产生以及其对材料内部结构的影响。我们将分析塑性变形过程中的应变硬化行为，解释加工硬化指数的意义，并探讨动态回复和动态再结晶等现象，这些都是在高温变形过程中，材料通过原子扩散和晶粒重构来降低变形阻力、恢复塑性的重要机制。 第六章：应力与应变——宏观行为的理论框架 为了量化和预测金属的塑性变形行为，我们需要坚实的理论框架。本章将介绍描述金属材料宏观力学行为的基本理论，包括弹性变形和塑性变形的区别。我们将深入探讨几种经典的本构模型，如胡克定律（在弹性阶段）以及更复杂的塑性本构关系，例如Tresca准则和Von Mises准则，它们用于描述材料在多轴应力状态下的屈服行为。我们将解释应力集中、应力梯度等概念，以及它们在构件设计和失效分析中的重要性。 第七章：温度的影响——高温与低温下的塑性变形 温度对金属塑性变形的影响至关重要。在高温下，原子的热振动加剧，空位和间隙原子的扩散速率显著提高，这使得位错的运动更加容易，材料表现出更强的塑性。相反，在低温下，热激活过程受到抑制，材料的塑性往往会下降，甚至出现脆性断裂。本章将详细分析温度对位错运动、扩散以及再结晶等过程的影响，并探讨不同温度下金属材料的典型变形行为，例如高温蠕变和低温脆性。 第八章：变形的速度——应变速率效应 材料在外力作用下的响应速度，即应变速率，也会对其塑性变形行为产生显著影响。高应变速率下，材料可能表现出更高的屈服强度和更低的塑性，有时甚至会引发冲击加载下的动力学行为。本章将探讨应变速率对位错运动、孪生启动以及动态应变时效等现象的影响，并介绍相关的高应变速率本构模型。 第九章：形状记忆与超弹性——功能材料的塑性之舞 塑性变形不仅仅是为了改变材料的形状，有时它还能赋予材料“智能”。形状记忆合金和某些聚合物表现出的形状记忆效应和超弹性，正是源于其独特的塑性变形机制。本章将初步介绍这些功能材料的微观结构和变形原理，揭示塑性变形如何与材料的功能性巧妙结合，为工程应用带来革命性的可能。 《金属塑性变形的奥秘》并非一本操作手册，它是一扇窗，让你窥见金属材料内在的“灵魂”。通过对塑性变形机制的深入理解，你将能更深刻地认识材料的潜能，为材料的选择、工艺的设计以及产品的优化提供更坚实的理论依据。无论你是材料工程师、机械设计师，还是对物质科学充满好奇的探索者，本书都将为你开启一扇通往金属世界深处的大门，让你领略塑性变形所蕴含的无穷魅力与智慧。

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说实话，我更关注这本书在当前工业环境下对“先进制造”的衔接程度。现在工业4.0、智能制造的趋势这么明显，如果一本焊接工艺的书还停留在上个世纪的工艺流程上，那就显得有些落伍了。我希望这本书里能看到关于自动化焊接、机器人焊接编程的基础概念，或者至少是对提高焊接过程稳定性和可追溯性的新技术方法的讨论。比如，对于先进的无损检测（NDT）技术，如超声波检测（UT）或射线检测（RT）在焊后质量控制中的应用深度如何？这本书的作者是否触及了高精度、高强度连接领域对焊接过程参数的实时监控和反馈控制？如果它只是罗列了常见的焊接规范和参数表，那未免有些保守了。一个真正与时俱进的“工艺”书籍，应当能够预见到未来几年行业技术发展的方向，并为读者提供一个面向未来的知识储备。我希望这本书能在我阅读完基础理论后，能给我带来一些关于如何提升焊接效率、降低能耗、实现绿色焊接的启发，而不是仅仅停留在“怎么焊好一个点”的层面。

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我花了几个小时浏览了这本书的目录结构，感觉编排的逻辑性非常强，它似乎遵循了从宏观到微观，再到特定应用场景的递进关系。首先开篇应该会详细阐述不同焊接方法的物理化学基础，比如热影响区（HAZ）的形成机制、熔池的流动行为，这些都是决定焊缝质量的根本要素。接着，我推测它会非常细致地剖析各种主流焊接技术——比如TIG、MIG/MAG、埋弧焊甚至一些特种焊接如激光焊的原理、设备特点和适用范围。最吸引我的是，这种专业书籍通常会深入到材料科学层面，对不同母材（碳钢、不锈钢、铝合金等）的焊接特性和预/后处理工艺给出详尽的论述。如果内容真的如我所预期的那样，那么它绝不是一本简单的“操作手册”，而更像是一本深入探究“为什么会这样”的工具书。我尤其期待其中关于缺陷成因分析和预防措施的部分，这往往是区分一本优秀技术书和平庸教材的关键。从目录布局来看，它试图构建一个完整的知识体系框架，而不是零散的知识点堆砌，这对想要系统学习和查阅的工程师来说，是至关重要的。

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从学习效果的角度来看，一本好的技术书籍应该能够激发读者的自主探索欲望，而不是仅仅被动地接受信息。我非常好奇这本书的习题设计和案例分析部分是否足够有挑战性。如果仅仅是选择题或者简单的参数计算，那和一般的入门教材没有区别。我更期待看到一些复杂的、需要综合运用多个章节知识来解决的综合性工程案例。例如，一个涉及到异种材料连接、需要在低温环境下施工的结构件，要求达到特定的疲劳寿命标准，要求读者从材料选择、工艺方案制定、热输入控制到最终的检测方法进行全流程的论证和设计。这种开放性的问题，能够真正训练读者的工程思维和决策能力。如果书中能够提供不同解法的优缺点分析，让读者理解为什么选择A方案而不是B方案，那么这本书就超越了单纯的知识传递，成为了一种思维方式的培养工具。如果能做到这一点，那么这本书的价值将是长期的，即便是几年后工艺更新了，其背后的分析逻辑依然受用。

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这本书的装帧设计倒是挺有意思，封面选用了那种略带粗粝感的磨砂纸，摸上去有一种工业产品的质感，配色是沉稳的深灰和少许的亮橙色点缀，让人联想到火花四溅的工作场景。书脊的设计简洁明了，书名“焊接工艺”四个大字排布得很有力量感。拿到手里的时候，感觉分量十足，这通常意味着内容不会太敷衍。内页纸张的质量也不错，印刷清晰，油墨浓郁，即便是细小的图表和公式看起来也毫不费力。不过，我得说，如果纯粹从一个想了解焊接基础知识的门外汉的角度来看，这本书的封面给人的预期是那种非常实用、操作性强的指导手册，但实际翻开后的第一印象，它似乎更偏向于理论和基础原理的深度探讨，对于那些急需快速上手操作的读者来说，可能需要花一些时间适应它的学术基调。整体的视觉传达是专业、严肃的，但缺乏一点点“亲民”的引导性设计，比如在扉页或目录前加一个简短的“致读者”或“如何使用本书”的导读，可能会让初学者更容易进入状态。这本书的物理呈现，无疑是符合一本专业技术书籍的标准，但如何平衡这种专业性与可读性，是设计上可以继续打磨的地方。

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我阅读技术书籍时有一个习惯，就是特别留意那些“经验之谈”和“注意事项”部分，因为这往往是作者多年实践积累的精华，也是教科书最难量化表达的部分。我猜测《焊接工艺》这本书里，一定会有关于“现场常见问题快速诊断”的章节。比如，焊工在实际操作中经常遇到的飞溅控制、弧长不稳定、咬边形成的原因以及如何通过微调送丝速度或电压来纠正，这些“软知识”比冰冷的公式更难获取。理想情况下，这些经验总结应该配以大量的高清实物照片或示意图，清晰地展示出“正确”和“错误”的焊缝形态对比，以及导致这些形态的参数偏差。如果书中能提供一份详细的故障排除清单（Troubleshooting Guide），分门别类地列出症状、可能原因和解决方案，那这本书的实用价值将大大提升。这种对细节的关注，体现了作者对实际工程问题的深刻理解，而不是纸上谈兵的理论家。我期待这本书能成为我工具箱里那本最可靠的“救急手册”。

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