具体描述
本书以《职业技能鉴定规范(考核大纲)高级热处理工》为依据进行编写，阐述了高级热处理工需要掌握的技术、技能，附有相关实例，突出操作性、技术性、实用性，对鉴定规范的专业知识和操作技能中提及的一些典型零件尽可能作为实例收录其中。全书共分10章，内容包括：金属学基本知识、热处理基本原理、表面热处理技术、化学热处理技术、可控气氛与真空热处理技术、铸铁与铸钢热处理技术、特殊钢及合金热处理技术、有色合金热处理技术、典型零件热处理技术、热处理质量检验与缺陷防治。 本书可供高级热处理工、准备自学提高的中级热处理工、职业技术学院相关专业师生、本专业技术人员和从事机械工人职业技能培训人员参考。
深入浅出：现代机械制造中的材料性能调控与应用 图书简介 本书旨在为机械制造、材料科学、工程力学等领域的专业人士、研究人员以及高年级学生提供一部全面而深入的参考资料，重点聚焦于现代机械零件的材料选择、微观组织控制及其在极端服役条件下的性能优化。不同于侧重传统热处理工艺流程本身的书籍，本书将视角提升至材料科学的宏观层面，强调如何通过先进的材料设计理念来指导制造过程，确保最终产品具备卓越的可靠性和长使用寿命。 第一部分：工程材料的本征特性与失效机理 本部分奠定了理解后续性能调控的基础。我们首先梳理了结构钢、不锈钢、有色合金（如铝合金、钛合金、镍基高温合金）在现代工业中的应用现状及其面临的挑战。 1.1 结构完整性与微观结构的关系： 详细探讨了晶界、位错、析出相等微观特征如何影响宏观力学性能。特别关注了疲劳裂纹萌生与扩展的微观机制，以及蠕变损伤的累积过程。内容涵盖了断裂力学基础理论，包括线性弹性断裂力学（LEFM）和弹塑性断裂力学（EPFM）在评估关键承载部件安全裕度中的应用。 1.2 典型失效模式的深入分析： 本书对常见的工程失效模式进行了系统性的分类和案例分析，包括： 疲劳失效： 低周疲劳（LCF）与高周疲劳（HCF）的差异，环境对疲劳性能的影响（腐蚀疲劳、应力腐蚀开裂SCC）。 蠕变与疲劳的耦合： 讨论了在高温、高应力交变环境下，材料性能退化的协同效应。 脆性断裂与韧性转变： 重点分析了冲击韧性和脆性-韧性转变温度（DBTT）在低温服役环境（如深海、航空航天）中的重要性。 第二部分：先进材料设计与工艺路线规划 本部分着眼于“从源头控制”的理念，介绍如何根据最终需求反向设计材料的成分和制造路径。 2.1 元素设计与合金化策略： 深入剖析了合金化元素对相变、析出动力学及耐腐蚀性的影响。例如，如何在超高强度钢中精确控制碳当量和添加微量合金化元素（如铌、钒、钼）以获得细小的弥散析出相，并抑制马氏体板条的生长。对于高温合金，则详细阐述了固溶强化、沉淀强化（γ'相的控制）和晶界强化在维持高温强度中的作用。 2.2 粉末冶金与增材制造（AM）材料的特殊性： 鉴于增材制造技术的快速发展，本书专门辟章节讨论了基于选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）制造的金属零部件的材料特性。重点在于分析快速凝固过程带来的非平衡态微观结构、残余应力分布以及面向AM的材料特性筛选标准，这与传统铸锻件有着显著的区别。 2.3 界面工程与复合材料的构建： 探讨了通过界面设计提高材料综合性能的方法。内容包括：金属基复合材料的界面相稳定性分析、纤维增强复合材料的铺层优化，以及利用界面改性技术（如反应堆涂层）来改善基体与增强相之间的化学兼容性。 第三部分：高精度性能表征与无损评估技术 可靠的性能评估是工程应用的前提。本部分侧重于现代精密测试手段和工业无损检测（NDT）技术。 3.1 动态力学性能测试的前沿技术： 除了常规的拉伸和硬度测试，本书详细介绍了： 原位（In-situ）测试： 在同步辐射或电子显微镜下对材料变形过程进行实时监测，捕捉瞬态相变和裂纹扩展的原子尺度行为。 高通量测试： 利用微柱压缩、微型拉伸等技术，快速评估材料在不同微区环境下的力学响应。 超声波与声发射技术： 如何利用超声波衰减和频散分析来表征材料内部的孔隙率和微裂纹密度。 3.2 工业无损检测（NDT）的深度应用： 详细讲解了用于检测深层缺陷和表面微裂纹的先进无损技术： 超声相控阵（PAUT）与衍射飞行时间（TOFD）： 针对复杂几何形状工件的缺陷定位与定量评估流程。 磁粉检测（MT）与渗透检测（PT）的优化： 如何结合荧光技术和自动化扫描系统提高表面缺陷的检出率和可靠性。 工业CT扫描： 用于三维重建内部孔隙结构、包裹性夹渣和残余应力场的分布。 第四部分：面向特定应用的功能性材料与表面改性 本部分将理论与工程实践紧密结合，讨论如何通过表面工程手段赋予材料特殊的服役功能。 4.1 耐磨损与抗擦伤的表面解决方案： 系统回顾了各种提高表面硬度和耐磨性的技术，但重点不在于基础的热处理，而是先进的复合涂层和扩散技术： 物理气相沉积（PVD）与化学气相沉积（CVD）涂层： 特别关注TiAlN, CrN等多层、梯度结构涂层在切削工具和模具上的应用，及其对涂层与基体之间结合强度的影响。 激光熔覆（Laser Cladding）： 探讨如何利用高能激光束熔覆高熵合金或硬质颗粒增强层，以实现超高耐磨性。 4.2 抗高温氧化与腐蚀的防护： 针对航空发动机、燃气轮机叶片等关键部件，详述了其特有的防护涂层系统： 热障涂层（TBCs）： 重点分析陶瓷面层（如YSZ）与粘结层（如McrAlY）的结构设计，以及热循环下涂层的剥落机制。 金属改性涂层： 介绍铂（Pt）改性、硅化处理等方法，以提高合金在极端氧化气氛中的抗硫化和抗热腐蚀能力。 4.3 磁性材料与电磁兼容性： 涉及软磁材料（如高导磁率铁氧体、非晶合金）在电子器件中的应用，以及如何通过成分控制和退火工艺来优化其居里温度、矫顽力和磁滞回线特性，以满足高频应用的要求。 全书结构严谨，理论与工程实例紧密结合，旨在构建一套完整的“材料性能-制造工艺-服役评价”的现代工程设计思维体系。
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