具体描述
《金属工艺学》是根据高等职业教育人才培养目标要求编写的。主要内容包括：金属材料的性能，金属材料结构的基本知识，钢的热处理，常用金属材料，铸造成型，金属压力加工，焊接成型，金属切削加工，机械零件成型方法的选择，先进加工技术简介。书中大量实例均来自生产实际，注重内容的实用性与针对性。本教材突出职业教育的特点，侧重应用能力的培养，内容上简化了过多的理论介绍，注重基本原理、工艺特点，知识面宽而浅。每部分内容后配有一定数量的复习思考题。书中有关名词术语、工艺资料等均采用国家最新标准。《金属工艺学》可作为高等职业院校、高等专科学校、高级技工学校、技师学院、成人教育学院等大专层次的理工科类金属工艺学课程的教材，也可供中等专业学校机械类专业的学生选用，同时可作为广大自学者的自学用书及工程技术人员的参考书。
《金属工艺学》 内容简介 《金属工艺学》是一本深入探讨金属材料在工程实际中应用的书籍。本书旨在为读者提供一个全面而系统的金属加工、成形、连接、表面处理以及相关理论的理解框架。它不仅涵盖了传统且成熟的金属工艺方法，更引入了当前行业前沿的先进技术和发展趋势，力求在理论深度和实践指导性之间取得平衡。 第一部分：金属材料的基础与选择 在深入探讨金属工艺之前，理解金属材料本身的特性至关重要。本部分将首先回顾金属的基本分类，包括黑色金属（如铁、钢、铸铁）和有色金属（如铜、铝、镍、钛及其合金）。我们将详细介绍这些金属及其合金的微观结构（晶体结构、晶界、位错等）如何影响宏观性能（强度、硬度、塑性、韧性、耐腐蚀性、导电导热性等）。 金属的微观结构与宏观性能的关联： 详细阐述晶格缺陷、相变、固溶强化、沉淀强化、加工硬化等对金属力学性能的影响机理。例如，为何钢的强度远高于纯铁，其背后的相变过程和碳原子的作用将得到深入解析。 常用金属材料的性能特点与选择原则： 针对工程中常见的各类钢（碳钢、合金钢、不锈钢、工具钢）、铸铁、铝合金、铜合金、钛合金等，逐一分析其优缺点、适用范围及选材依据。例如，在航空航天领域，钛合金因其高强度重量比和优异的耐高温性能而成为首选，而食品包装则偏向于使用具有良好耐腐蚀性和安全性的不锈钢。 热处理对金属性能的影响： 详细介绍退火、正火、淬火、回火等基本热处理工艺，以及感应加热、激光加热等先进加热方式。阐述不同热处理过程如何改变金属的组织结构，从而获得预期的性能，如提高硬度、韧性或消除内应力。例如，淬火后钢的硬度大幅提高，但韧性下降，而随后的回火则能在一定程度上恢复韧性。 第二部分：金属的塑性成形工艺 塑性成形是通过外力使金属发生永久变形，从而获得所需形状和尺寸的工艺方法。本部分将涵盖多种关键的塑性成形技术。 锻造工艺： 详细介绍自由锻、模锻、压力机锻造、手工锻造等不同形式的锻造。讲解锻造过程中金属的变形机理、模具设计要点、锻造温度的选择以及锻造缺陷的产生与预防。例如，模锻能够实现复杂的零件形状，而自由锻则适用于大型构件。 轧制工艺： 涵盖热轧和冷轧。阐述轧辊的结构、轧制过程的变形规律、板材、型材、管材的轧制方法。深入分析轧制过程中可能出现的缺陷，如带状组织、内应力等。 挤压工艺： 介绍正挤压、反挤压、径向挤压等。讲解挤压模具的设计、润滑、挤压速度等工艺参数对产品质量的影响。例如，挤压非常适合生产具有复杂截面的型材，如铝合金窗框。 冲压工艺： 详述落料、冲孔、弯曲、拉深、胀形等基本工序。探讨模具结构、间隙、材料的塑性变形行为以及冲压件的精度控制。我们将重点关注拉深过程中“起皱”和“撕裂”等常见缺陷的成因及防止措施。 金属的冷加工与变形： 探讨冷轧、冷挤压、拉丝等在常温下的加工方法。分析冷加工引起的加工硬化现象，以及后续退火处理对恢复塑性的作用。 第三部分：金属的切削加工与精密加工 切削加工是通过刀具从工件上移除材料以获得所需形状和尺寸的工艺。本部分将详细介绍各类切削加工方法和精密加工技术。 车削、铣削、钻削、镗削等传统切削工艺： 详细介绍刀具的几何角度、切削速度、进给量、切削深度等参数对切削力、切削温度、刀具寿命及工件表面质量的影响。讲解不同刀具材料（高速钢、硬质合金、陶瓷刀具、金刚石刀具）的特性与应用。 磨削与抛光： 介绍砂轮的选用、磨削方式（外圆磨、平面磨、内圆磨等），以及抛光过程中磨料、抛光盘的选择。重点关注如何通过磨削和抛光获得高精度和低表面粗糙度的零件。 数控（CNC）加工技术： 介绍数控机床的基本原理、坐标系、G代码和M代码编程，以及CNC加工在提高加工精度、效率和柔性化生产中的作用。 特种加工技术： 电火花加工（EDM）： 介绍其加工原理，适用于加工高硬度、难加工材料的模具和复杂零件。 激光加工（切割、焊接、打标）： 探讨激光加工的高精度、高效率和非接触式加工的特点。 超声波加工： 阐述其利用超声波振动和磨料进行材料去除的机理，适用于脆性材料和精细加工。 水射流切割： 介绍其利用高压水流和磨料进行切割的原理，可用于加工各类材料，且无热影响。 第四部分：金属的连接技术 金属构件的连接是工程应用中的关键环节。本部分将全面介绍各类金属连接方法。 焊接工艺： 熔焊： 详细介绍电弧焊（手工电弧焊、埋弧焊、氩弧焊、CO2气体保护焊）、电阻焊（点焊、缝焊）、气焊等。分析焊接过程中的熔化、凝固机理，以及焊缝的组织和性能。 固态连接： 介绍冷焊、扩散焊、摩擦焊、爆炸焊等。阐述其在不熔化母材的情况下实现金属结合的原理。 钎焊与焊接的对比： 详细阐述钎焊（硬钎焊、软钎焊）的工作原理，即利用熔点低于母材的钎料进行连接，并重点分析其在电子组装和精密制造中的应用。 螺纹连接与铆接： 介绍各种螺纹类型、紧固件的设计与选用，以及不同类型的铆接（实心铆接、空心铆接）工艺和应用。 粘接技术： 介绍金属粘接的原理、常用粘接剂的种类（环氧树脂、氰基丙烯酸酯等）以及粘接前的表面处理要求。 第五部分：金属的表面处理与防护 为了提高金属零件的使用性能和外观质量，表面处理是必不可少的环节。 机械表面处理： 喷砂、抛丸： 介绍利用磨料冲击表面以清除氧化皮、锈蚀，并改善表面粗糙度的工艺。 磨光、拉丝： 探讨通过机械方法获得光滑或具有特定纹理的表面。 化学与电化学表面处理： 酸洗、碱洗： 介绍用化学方法去除表面污垢、油污和氧化皮。 电镀： 详细介绍铜、镍、铬、锌等金属的电镀原理、工艺流程以及电镀层的功能（耐腐蚀、耐磨、装饰性）。 阳极氧化： 重点介绍铝及其合金的阳极氧化处理，形成致密的氧化膜，提高其耐腐蚀性和硬度。 化学氧化： 如发黑、磷化处理，形成一层薄膜以提高耐腐蚀性。 涂层技术： 喷涂： 介绍油漆、粉末涂料等涂装工艺，以及其在防腐、装饰方面的作用。 热喷涂： 如金属喷涂、陶瓷喷涂，用于提高零件的耐磨、耐高温等性能。 金属的腐蚀与防护： 深入探讨金属的电化学腐蚀机理，以及钝化、缓蚀剂、牺牲阳极保护等防护方法。 第六部分：质量控制与检测 确保金属制品质量是工程成功的关键。本部分将介绍相关的质量控制和检测方法。 无损检测（NDT）： 超声波检测（UT）： 用于检测材料内部的缺陷。 射线检测（RT）： 如X射线、γ射线检测，用于检查焊接接头、铸件等内部缺陷。 磁粉检测（MT）： 用于检测铁磁性材料表面的裂纹。 渗透检测（PT）： 用于检测非磁性材料表面的裂纹。 有损检测（DT）： 拉伸试验： 测定材料的强度、屈服点、延伸率等力学性能。 硬度试验： 如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度测试。 冲击试验： 测定材料的韧性。 金相检验： 观察金属的微观组织结构。 第七部分：现代金属工艺的发展趋势 本部分将展望金属工艺领域的未来发展方向，包括智能化、绿色化和新材料的应用。 增材制造（3D打印）： 介绍金属3D打印技术（如SLM、EBM），其在复杂结构制造、定制化生产和新材料研发中的潜力。 先进制造技术： 如微纳加工、精密激光加工、智能焊接等。 绿色制造与可持续发展： 探讨节能减排、材料回收利用、环保型表面处理技术等。 新金属材料的应用： 如高性能合金、纳米材料、形状记忆合金等在现代工程中的应用前景。 《金属工艺学》通过对金属材料的深入理解、精湛的加工工艺、可靠的连接技术以及严格的质量控制，全面展现了金属材料从原材料到成品的全过程。本书适合机械制造、材料科学、工程技术等领域的学生、研究人员及工程师阅读，旨在帮助读者掌握金属材料的加工精髓，应对现代工程制造的挑战。
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