铜合金及其加工手册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中南工业大学出版社

作者:田荣璋

出品人:

页数:997

译者:

出版时间:2002-5

价格:195.00元

装帧:精裝本

isbn号码:9787810614658

丛书系列:

图书标签:

• 1
• 铜合金
• 金属材料
• 材料科学
• 金属加工
• 铸造
• 锻造
• 热处理
• 机械加工
• 材料工程
• 金属工艺

金属的低语：合金的奥秘与现代制造业的脉搏 在人类文明的长河中，金属材料的发现与应用，无疑是技术进步与社会发展的关键推力。从石器时代的粗糙工具，到如今精密的航空航天部件，金属始终扮演着不可或缺的角色。而在众多金属材料中，铜及其合金以其独特的物理、化学及机械性能，在人类历史与现代工业中留下了浓墨重彩的篇章。本书并非仅仅聚焦于“铜合金及其加工手册”这一特定主题，而是将视野投向更广阔的金属材料世界，深入探讨合金的本质，揭示其背后蕴含的科学原理，并触及现代制造业赖以生存的材料科学脉络。 合金的诞生：元素交融的艺术与科学 要理解铜合金，我们首先要探究“合金”这一概念的本质。合金，并非单一元素的纯粹存在，而是两种或两种以上元素（至少含一种金属元素）的混合物。这种混合，绝非简单的物理掺杂，而是通过特定的工艺，使不同元素原子在固态或液态下相互溶解、扩散，形成统一的晶体结构或非晶态结构。正是这种元素的“联姻”，赋予了合金远超其 constituent 元素的优异性能。 以铜为例，纯铜虽然导电导热性能卓越，但其强度与硬度相对较低，加工性能也存在局限。当我们将其他元素，如锌、锡、铝、镍、硅等，按一定比例与铜熔合，便能创造出琳琅满目的铜合金家族。例如，加入锌后，我们得到了黄铜，其强度、硬度和耐腐蚀性显著提升，广泛应用于乐器、阀门、五金件等领域。加入锡后，则诞生了青铜，其铸造性能优良，耐磨损，在古代曾是制造工具、兵器和艺术品的理想材料，至今仍是轴承、齿轮等耐磨构件的重要选择。 合金的形成，背后是深刻的原子尺度相互作用。不同元素的原子半径、电负性、晶体结构等差异，决定了它们在固溶体中是取代原子还是填隙原子，以及固溶体的稳定性。相图，这一合金学家手中的“藏宝图”，精确描绘了不同元素在不同温度和组分下的相平衡状态，为我们理解合金的微观结构演变、热处理工艺设计提供了理论基础。从相图的视角审视，我们可以理解为何某些合金在加热、冷却过程中会发生相变，形成不同的相组织，从而影响其力学性能。 金属世界的多元宇宙：超越铜的广阔图景 虽然本书并非局限于铜合金，但以铜为切入点，更能展现合金的魅力。然而，金属材料的世界远不止于此，它是一个包罗万象的多元宇宙。 钢铁：工业的基石。 铁与碳的合金——钢，无疑是人类工业化进程中最伟大的材料发明之一。通过精确控制碳含量及加入铬、镍、钼、钒等合金元素，可以获得不同强度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性的各种钢材，如碳钢、不锈钢、工具钢、合金结构钢等，它们构成了桥梁、建筑、汽车、机械设备等现代基础设施的骨骼。 铝合金：轻盈的力量。 铝，以其密度低、耐腐蚀性好而著称。通过与铜、镁、硅、锌等元素的合金化，铝合金展现出优异的比强度，成为航空航天、汽车制造、电子产品等领域不可或缺的材料。 钛合金：航空的翅膀。 钛合金，以其高强度、低密度、优异的耐腐蚀性和耐高温性，在航空航天、医疗植入物、化工等高端领域大放异彩。 镁合金：未来的轻量化之星。 镁合金是密度最小的结构金属，其轻质化优势使其在汽车、消费电子、航空航天等领域具有巨大的应用潜力，但其易燃性和强度限制仍是技术挑战。 高温合金：熔火的守护者。 在极端高温环境下工作的涡轮叶片、发动机部件等，需要依靠镍基、钴基等高温合金来承受严峻的考验。它们通过复杂的相结构和特殊的晶界强化机制，展现出令人惊叹的高温强度和抗蠕变性能。 形状记忆合金：智能的脉动。 Nickel-Titanium (NiTi) 等形状记忆合金，在温度变化时能够“记忆”并恢复其预设形状，这种独特的性能使其在医疗器械（如血管支架）、执行器、传感器等智能材料领域拥有广阔前景。 每一种合金家族，都凝聚着科学家和工程师对元素之间相互作用的深刻理解，以及对材料性能进行精密调控的智慧。了解这些合金的构成、性能特点及应用领域，是理解现代制造业如何将自然界的元素转化为驱动人类文明进步的强大力量的关键。 加工的奥秘：从熔炼到成型的艺术 材料的性能，不仅取决于其内在的化学成分与微观结构，更与其加工工艺息息相关。加工过程，是将原材料转化为具有特定形状和功能的部件的桥梁。 铸造：液态的塑形。 铸造，是将金属熔化后倒入模具，冷却凝固成型的方法。砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造等不同工艺，适用于不同尺寸、形状和材料的零件。铸造过程中的冷却速度、晶粒生长、缩松、气孔等缺陷的控制，直接影响铸件的组织均匀性和力学性能。 锻造：塑性的锤炼。 锻造，是将金属加热到一定温度，通过锤击或压力使其发生塑性变形，以获得具有优良力学性能和精细组织结构的工件。自由锻、模锻、滚锻等工艺，广泛应用于航空发动机零件、模具、工具等高强度部件的制造。 轧制：流动的塑形。 轧制，是将金属通过一对或多对旋转的轧辊之间，使其厚度减小、长度增加的塑性变形工艺。热轧和冷轧分别适用于生产不同精度和表面质量的板材、型材、管材等。 焊接：连接的艺术。 焊接，是通过加热或加压（或两者并用），使两个或多个工件连接在一起形成整体的工艺。电弧焊、电阻焊、激光焊、摩擦焊等多种焊接方法，为复杂结构的组装提供了可能。焊接过程中，热影响区的组织变化和残余应力的控制，是保证焊接接头性能的关键。 热处理：微观结构的调控。 热处理，是通过对金属材料进行周期性的加热、保温和冷却，以改变其内部组织结构，从而获得所需性能的工艺。退火、正火、淬火、回火等基本热处理工艺，是提升金属材料强度、韧性、硬度、耐磨性等性能的“魔法”。例如，淬火是金属强化最有效的手段之一，通过快速冷却使过饱和的固溶体或生成马氏体等高硬度相，再通过回火来调整硬度和韧性。 表面处理：功能的赋予。 除了主体结构的形成，对材料表面的处理同样至关重要。电镀、阳极氧化、热喷涂、化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等表面处理技术，能够赋予材料耐腐蚀、耐磨损、导电、绝缘、美观等特定功能，显著提升其附加值和使用寿命。 每一个加工步骤，都蕴含着物理学、化学、材料科学等多学科的知识。精湛的加工技艺，能够将原材料的潜能最大限度地激发出来，创造出满足严苛要求的工业产品。 材料的未来：创新与可持续发展的驱动力 随着科技的飞速发展，对材料的需求也日益多样化和高端化。高性能、智能化、绿色化的材料，是未来材料科学发展的必然趋势。 先进高强钢：轻量化与强化的并进。 汽车工业对轻量化和高强度的需求，推动了先进高强钢（AHSS）的发展，如双相钢、马氏体钢、相变诱发塑性钢等。 智能材料：响应环境变化的“活”材料。 除了形状记忆合金，还有响应电场、磁场、光照等外界刺激的智能材料，它们在传感器、执行器、柔性电子等领域展现出巨大的应用前景。 生物相容性材料：生命健康的守护者。 医疗领域的进步，离不开与人体组织能够良好兼容的生物材料，如生物陶瓷、生物可降解高分子、金属生物陶瓷复合材料等。 纳米材料：微观世界的无限可能。 纳米技术的兴起，使得我们可以操纵原子和分子级别的材料，创造出具有前所未有性能的纳米材料，在催化、储能、医药、电子等领域带来革命性突破。 可持续材料：绿色制造的基石。 随着环保意识的提高，可再生、可回收、低能耗的材料，以及能够替代稀缺资源的材料，正成为研发的重点。金属材料的回收与再利用，以及开发新型环保合金，是实现可持续发展的重要途径。 从古老的青铜时代到如今的尖端科技领域，金属材料始终是人类文明进步的基石。理解金属的组成、结构、性能以及加工过程，就是洞察现代制造业的核心，就是把握未来科技发展的脉搏。本书正是希望通过对金属材料世界的深入探索，展现其科学的深度、应用的广度以及创新的无限可能，为每一个对物质世界充满好奇的探索者，提供一个窥探其精妙与壮阔的窗口。

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这本号称“铜合金及其加工手册”的书籍，实在让人大失所望。我原本满怀期待地想从中找到一些关于铜合金微观结构演变、新合金开发方向的深入探讨，或是对先进铸造、精密成形工艺的独到见解。然而，翻开书页，迎面而来的是大量陈旧的基础知识罗列，像是二十年前的教材大纲的简单复述。对新材料、新技术的讨论几乎为零，更不用提当前业界热议的增材制造在铜合金领域的应用，或是高熵铜基合金的研究进展。内容组织更是混乱，章节之间缺乏逻辑递进，仿佛是将不同作者的零散笔记生硬地拼凑在一起。比如，讲到热处理时，对不同冷却速率下析出相的形态控制几乎没有提及，只是笼统地介绍了几个温度区间，缺乏用数据和图表支撑的深度分析。对于一名资深工程师或科研人员而言，这本书的实用价值微乎其微，它更像是一本面向入门爱好者的、未经严格审校的科普读物，而非一本真正的“手册”。那些渴望解决实际生产难题，或者寻求理论突破的专业人士，恐怕要在这本书里白费力气了。

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这本书的语言风格，实在是过于学术化和僵硬，缺乏与读者的有效沟通。很多句子结构复杂晦涩，名词和术语的解释常常需要读者自行跳到其他章节甚至自行查阅其他资料才能理解，这极大地拖慢了学习的节奏。举例来说，关于铜合金的晶粒细化技术，书中可能用了一大段绕口的文字来描述“通过控制亚结构中位错的交互作用来实现边界迁移的抑制”，但如果能用更直观的方式，结合退火过程中动态再结晶的相图来解释，效果会好得多。此外，书中对不同铜合金牌号（如C11000、C26000等）的使用场景的交叉引用做得非常混乱，不同章节提到同一个牌号时，其推荐用途甚至出现了轻微的矛盾，这让初学者极易混淆。它更像是一份堆砌了专业术语的文献综述的草稿，而不是一本旨在传授知识、引导实践的“手册”。

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我得说，这本书的排版设计简直是一场灾难，完全没有体现出现代技术手册应有的专业素养。封面设计平庸到可以忽略不计，内部的插图质量尤其令人发指——很多力学性能曲线图模糊不清，坐标轴的刻度线几乎要与背景融为一体，有些示意图甚至出现了明显的比例失真，这对于需要精确参考数据的人来说，是致命的缺陷。更令人抓狂的是，引用的标准和规范似乎停留在上世纪末的版本，与最新的国际或国家标准严重脱节。例如，在讨论疲劳寿命评估时，引用的是早已被更精确模型取代的经验公式，这在航空航天或高端装备制造领域是不可接受的。阅读体验极差，大量冗余的、重复的信息占据了篇幅，而真正需要细品的关键工艺参数，却总是被轻描淡写地一笔带过，没有提供任何可供参考的误差范围或优化策略。这本书给我的感觉是，作者完成了素材的收集，但在编辑和校对环节上，投入的精力少得可怜。

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我尝试在“加工工艺”部分寻找一些针对高精度零部件的特种加工方法，比如激光熔覆修复或者超塑性成形（SPF）的应用案例，希望能找到一些具体的工艺窗口参数或缺陷控制的经验总结。遗憾的是，这部分内容非常单薄，主要集中在传统的拉拔、挤压和常规的T6热处理流程上。对于数控加工（CNC）过程中，由于铜的高导热性导致的刀具磨损和表面质量问题，书中也仅仅停留在了“需要使用冷却液”这种初级建议上，完全没有涉及现代刀具材料的选择、切削参数的优化模型，或是对切屑形态的精确控制。这使得这本书与现代精密制造的需求严重脱节。对于从事高端制造的工程师来说，这本书提供的知识体系已经远远落后于实际生产的平均水平，它无法指导我们如何用更经济、更高效、更高质量的方式去驾驭这些复杂的铜合金材料。

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作为一名长期从事材料腐蚀与防护研究的人员，我特别关注材料在特定介质下的长期稳定性。这本书在“腐蚀行为”这一章节的表现，简直可以用敷衍了事来形容。它仅仅罗列了铜合金常见的几种腐蚀类型——点蚀、应力腐蚀开裂——却完全没有深入剖析其背后的电化学机理，更不用说针对性地介绍如何通过合金化或表面改性技术来提高抗蚀性能。我期待看到的是不同大气环境、海水环境或酸碱溶液中，特定铜合金（比如Cu-Al-Ni系或Cu-Cr系）的腐蚀速率曲线对比分析，以及钝化膜的XPS或TEM表征结果。这本书里，这些专业分析统统缺失，取而代之的是一些泛泛而谈的“要保持干燥”之类的常识性建议。如果想了解铜合金在极端工况下的可靠性，这本书几乎帮不上任何忙，它停留在材料“是什么”的层面，对材料“如何表现得更好”的科学探索毫无建树。

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