具体描述
全书共分五篇，第一篇炼铁生产，主要讲述炼铁原料、铁矿粉造块、炼铁原理与工艺、炼铁设备、炼铁工艺进步与发展；第二篇炼钢生产，主要讲述炼钢的基本原理、氧气转炉炼钢、电炉炼钢、炉外精炼、连续铸钢、炼钢主要新工艺新技术；第三篇有色金属冶金，主要讲述铝冶金、镁钛冶金、铜、铅、锌冶金；第四篇压力加工，主要讲述塑性成型基本理论、轧制、拉拔、挤压、锻造和冲压；第五篇冶金生产用耐火材料，主要讲述耐火材料的定义、分类、化学矿物组成、主要性能及耐火材料在冶金技术中的应用。
本书可作为高职高专院校非冶金类专业教学用书，也可作为冶金企业职工的培训教材。
冶金技术概论：探索物质世界的蜕变与应用 本书并非《冶金技术概论》的替代或补充，而是致力于在更广阔的材料科学与工程领域，深入剖析人类如何驾驭物质的固有属性，将其转化为支撑现代文明的基石。 本书将带领读者穿越时空，从古代的火炼遗迹到尖端的纳米材料合成，全面审视材料从矿石到功能实体的复杂旅程。 本书的核心在于构建一个宏大且精密的材料科学知识体系，着重探讨材料的本征结构、性能的调控机制，以及先进制造工艺对材料宏观特性的决定性影响。我们关注的焦点在于“为什么”和“如何做”，而非仅仅停留在对既有冶金过程的简单罗列。 第一部分：材料的微观基石——结构与性能的内在联系 本部分深入探讨构成一切工程材料的原子、晶体结构及其缺陷的本质。我们摒弃将材料视为静止实体的观念，转而将其视为一个充满动态相互作用的复杂系统。 1.1 晶体学与缺陷工程： 详细解析晶格结构（面心立方、体心立方、六方最密堆积等）如何决定材料的力学特性。重点剖析点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的形成机制及其在塑性变形、蠕变和断裂过程中的核心作用。我们将探讨如何通过控制合金化元素或热处理过程，精确调控位错运动的难易程度，从而实现硬度和韧性的协同提升。 1.2 相图与热力学基础： 阐述利用热力学原理预测和控制材料组织转变的关键性。深入解读吉布斯相律、化学势等概念，并结合二元和三元相图，分析固溶、析出、共晶、共析等反应的动力学和热力学驱动力。读者将理解，任何材料的性能提升，都建立在对相平衡的深刻洞察之上。 1.3 电子结构与本征性能： 探讨材料的电学、磁学和光学性质如何根植于其电子能带结构。例如，为何某些材料是优良的导体，而另一些则表现出半导体特性。我们还将分析磁畴结构、磁化过程以及介电常数的微观来源，为功能材料的设计提供理论支撑。 第二部分：先进材料的制备与调控——超越传统工艺的边界 本部分聚焦于现代材料工程中的前沿技术，强调如何通过精确的能量输入和环境控制，实现对材料微观结构的精细塑形。 2.1 固态反应与烧结动力学： 探讨粉末冶金和陶瓷制造中的核心过程——烧结。详细分析颈部形成、孔隙率演化和晶粒生长的驱动力，包括扩散、表面能和外加压力的影响。介绍液相烧结、放电等离子烧结（SPS）等先进技术如何通过提高致密化效率，制备出超细晶粒或特殊结构的功能陶瓷和复合材料。 2.2 凝固过程的控制： 深入分析铸造、定向凝固和快速凝固过程中的传热与传质问题。重点讨论宏观偏析、微观偏析的产生机理，以及如何利用高冷却速率（如雾化法、快速淬火）来形成非平衡态组织，如亚稳相、非晶态结构，从而获得优异的强度和耐腐蚀性。 2.3 表面工程与涂层技术： 讨论如何通过改变材料表面的化学、物理和机械特性，来赋予材料新的功能或提高其服役寿命。内容涵盖气相沉积（CVD/PVD）、离子注入、热喷涂等技术，以及这些技术在提高耐磨损、耐腐蚀和生物相容性方面的应用。 2.4 复合材料的界面科学： 复合材料是现代工程的标志。本书将详细分析增强相（纤维、颗粒、晶须）与基体之间的界面行为。探讨界面能、界面反应、界面粘结强度如何直接决定复合材料的整体力学性能、导热性能和抗疲劳性能。 第三部分：材料的服役行为与失效分析——理解韧性与耐久性的极限 材料的价值体现在其能否在特定载荷、温度和环境下长期稳定工作。本部分侧重于材料在服役中可能遇到的挑战及其失效机理的诊断。 3.1 机械性能的精细化测试与表征： 超越简单的拉伸试验，本书介绍疲劳、蠕变、冲击韧性测试的原理和数据解释。重点剖析S-N曲线、Larson-Miller参数等工程工具的应用，以及断裂力学（如应力强度因子$K$、弹塑性断裂韧性$J$积分）在预测结构安全方面的决定性作用。 3.2 环境介导的材料退化： 探讨材料与周围环境的相互作用。深入分析腐蚀的电化学基础、应力腐蚀开裂（SCC）的萌生与扩展，以及氢脆现象在关键承载结构中的危害。对于高温应用，则着重研究氧化、热腐蚀和高温合金的微观组织时效。 3.3 失效模式的诊断与逆向工程： 教授读者如何通过断口形貌分析（SEM/TEM）、微区化学成分分析和残余应力测量，准确判断材料失效的根本原因（是设计缺陷、制造缺陷还是服役不当）。强调通过失效分析来指导下一代材料的改进方向。 结语：材料科学与可持续发展 本书最终将视角投向未来，探讨材料科学在解决全球性挑战中的角色。这包括开发轻量化高强度材料以提高能源效率、设计可循环利用的绿色材料以应对资源枯竭，以及探索能源存储与转换材料（如固态电池电解质、高效催化剂）的潜力。 本书旨在为读者提供一个系统、深入且具有前瞻性的材料科学与工程框架，使其能够从基本原理出发，创新性地解决复杂的工程问题，推动物质世界的深度开发与高效利用。
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