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出版者:中国电力

作者:简光沂

出品人:

页数:1190

译者:

出版时间:2010-3

价格:68.00元

装帧:

isbn号码:9787508389714

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《金石冶炼与精密加工：现代金属工业的基础与前沿》 内容简介 本书旨在深入剖析现代金属工业的核心技术与发展脉络，以期为相关领域的工程技术人员、科研工作者及高年级学生提供一个全面而系统的知识框架。我们将从基础的金属材料科学出发，逐步深入到冶炼、成形、加工、检测以及应用等各个关键环节，同时紧密结合当前工业发展的最新趋势，探讨绿色制造、智能制造以及新材料开发等前沿议题。 第一部分：金属材料的基石——科学原理与分类 本部分将首先回溯金属材料的本质，从原子结构、晶体学理论入手，阐述金属的形成、结合方式及其对宏观性质的影响。我们将详细介绍金属的分类体系，包括黑色金属（如各种钢铁及其合金）和有色金属（如铝、铜、钛、镁、镍等及其合金）的化学成分、微观组织特点，以及这些特点如何决定了它们在力学性能（强度、韧性、硬度、疲劳寿命等）、物理性能（导电性、导热性、磁性等）以及化学性能（耐腐蚀性等）上的差异。 金属的原子结构与晶格： 深入讲解金属元素的电子构型、化学键类型（金属键），以及原子在晶体中的排列方式（如面心立方、体心立方、六方密排）。理解晶格缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）对材料性能的影响，是掌握金属塑性变形机制的基础。 相变与合金化： 详细阐述固态相变（如奥氏体、珠光体、马氏体转变）的原理，以及这些相变如何通过热处理来调控材料的显微组织和性能。介绍合金化原理，即通过添加其他元素来改善金属的性能，如提高强度、硬度，或赋予特殊功能。我们将举例说明不同合金体系（如铝合金、铜合金、不锈钢）的关键合金元素及其作用。 金属材料的分类与选择： 系统梳理各类金属及其合金的特性。例如，重点介绍各种碳钢、合金钢（如工具钢、不锈钢、耐热钢）的牌号、性能特点和典型应用；对铝合金（如硬铝、超硬铝）、铜合金（如黄铜、青铜）、钛合金、镁合金、镍基合金等有色金属材料进行深入剖析，阐述它们各自的优势和在航空航天、汽车、电子、医疗等领域的应用。 第二部分：金属的生命起点——冶炼与提纯技术 本部分将聚焦于金属材料的源头——冶炼与提纯过程，涵盖从矿石到高纯度金属的转化。我们将探讨不同金属的经典冶炼方法，以及现代冶炼技术在提高效率、降低能耗和环境污染方面的进步。 钢铁冶炼： 详细介绍高炉炼铁、转炉炼钢、电弧炉炼钢等主要工艺流程。分析影响炼铁、炼钢质量的关键因素，如原料配比、温度控制、炉渣成分等。探讨二次精炼技术，如真空脱气（VOD、VD）、钢包精炼（LF）等，如何去除有害杂质，提高钢材纯度和性能。 有色金属冶炼： 针对铝、铜、钛等主要有色金属，介绍其特有的冶炼方法。例如，铝的拜耳法生产氧化铝和电解铝的霍尔-埃鲁法；铜的火法冶炼（如鼓风炉、平炉、转炉）和湿法冶炼；钛的克劳特法制备海绵钛及后续真空电弧重熔（VAR）等。 精炼技术与杂质控制： 强调杂质对金属性能的严重影响，介绍多种精炼技术，如区域熔炼、电解精炼、真空蒸馏等，它们如何用于获得超高纯金属。同时，讨论如何通过控制冶炼过程中的气氛、加入脱氧剂、脱硫剂等来减少有害元素的含量。 第三部分：金属的形塑之路——成形与加工工艺 本部分将深入研究金属材料如何通过各种成形与加工手段，转化为具有特定形状和尺寸的零部件。我们将涵盖传统的成形工艺，并重点介绍现代精密加工技术。 金属的塑性变形： 详细讲解金属在受力作用下的塑性变形机理，包括位错运动、晶界滑移等。介绍各种塑性变形工艺，如轧制（热轧、冷轧）、锻造（自由锻、模锻）、挤压、拉拔等，以及它们在生产线材、板材、型材、管材和零部件中的应用。 切削加工： 深入探讨各种传统的切削加工方法，如车削、铣削、钻削、镗削、磨削等。分析切削参数（切削速度、进给量、切削深度）对加工精度、表面质量、刀具寿命的影响。介绍不同刀具材料（如高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石）及其选择原则。 特种加工技术： 介绍非传统的、适应现代工业需求的精密加工技术，包括： 电火花加工 (EDM)： 原理、电极材料、加工精度及其在模具制造、微细加工中的应用。 激光加工： 激光切割、激光焊接、激光表面强化等的原理、优势与局限。 电化学加工 (ECM)： 原理、适用材料、高精度加工与镜面加工能力。 超声波加工 (USM)： 原理、适用于脆硬材料的加工。 水射流切割 (WJ) 和磨料水射流切割 (AWJ)： 冷加工、环保性，适用于各种材料。 增材制造（3D打印）： 重点介绍金属3D打印技术，如激光熔融沉积（SLM）、电子束熔融（EBM）、定向能量沉积（DED）等。分析其在复杂结构件制造、定制化生产、轻量化设计等方面的优势，以及在航空航天、医疗器械等领域的应用潜力。 表面处理与强化： 介绍各种表面处理技术，如热处理（调质、淬火、回火、渗碳、渗氮）、化学热处理、电镀、阳极氧化、PVD/CVD涂层、喷砂、抛丸等，及其改善金属材料表面性能（耐磨、耐腐蚀、美观）的作用。 第四部分：金属的健康诊断——检测与分析方法 为了确保金属材料和零部件的质量，精确的检测与分析手段至关重要。本部分将系统介绍各类检测技术，覆盖宏观到微观、静态到动态的全面评估。 无损检测 (NDT)： 详细介绍超声波检测（UT）、射线检测（RT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）、涡流检测（ET）等，分析它们的原理、适用范围、优缺点及在工业现场的应用。 金相分析： 介绍金相显微镜的使用、试样的制备（研磨、抛光、腐蚀），以及如何通过观察金属的微观组织（晶粒度、夹杂物、相分布、显微裂纹等）来评估材料的性能。 力学性能测试： 详细阐述各种力学性能测试方法，如拉伸试验（测定屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率）、弯曲试验、冲击试验（夏比、悬臂梁）、硬度试验（布氏、洛氏、维氏）、疲劳试验、蠕变试验等，并解释这些参数的物理意义及其与材料设计的关系。 化学成分分析： 介绍光谱分析（OES, XRF）、原子吸收光谱（AAS）、原子发射光谱（AES）、质谱分析（MS）等方法，用于精确测定金属材料的元素组成。 表面分析技术： 简要介绍扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等，用于研究材料表面形貌、晶体结构、化学态等微观信息。 第五部分：金属的时代使命——应用与发展趋势 本部分将视角转向金属材料在现代工业中的具体应用，并探讨其未来的发展方向。 关键工业领域应用： 深入分析金属材料在航空航天（轻质高强合金、耐高温合金）、汽车工业（高强度钢、铝合金、镁合金）、能源工业（管道、容器、发电材料）、电子信息（铜、铝、贵金属）、建筑工程（结构钢、不锈钢）等领域的应用特点与要求。 绿色制造与可持续发展： 探讨金属材料生产和加工过程中对环境的影响，以及如何通过采用清洁生产工艺、发展可回收利用技术、推广低碳冶金技术等方式，实现金属工业的可持续发展。 智能制造与数字化转型： 介绍如何将大数据、人工智能、物联网等技术应用于金属材料的设计、生产、加工、检测全过程，实现生产过程的智能化、自动化和柔性化，提高生产效率和产品质量。 新材料的探索与创新： 展望金属材料领域的前沿研究方向，如高熵合金、形状记忆合金、金属间化合物、金属基复合材料（MMC）等，以及它们在极端环境应用、功能化应用等方面的巨大潜力。 本书力求内容严谨、图文并茂，通过详实的案例分析和前沿技术的介绍，帮助读者构建一个完整的金属材料工业知识体系，并为未来在这一领域的学习、工作和创新提供坚实的基础。

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坦白地说，我一开始对这本书的定价有些犹豫，但当真正开始使用后，我发现它带来的“价值回报率”非常高，远超出了初始投入的成本。它的内容密度极高，几乎没有一句废话或者泛泛而谈的套话。书中提供的各种计算表格，比如材料的线膨胀系数表、常见工程材料的弹性模量对照表，数据源的权威性和准确性都是无可挑剔的。我将它与我过去收藏的几本不同年代、不同国家的同类手册做了对比，发现这本书在吸收国际最新标准的同时，很好地平衡了国内的实际生产环境和材料供应情况，这使得它的适用性非常广泛。对于那些在预算有限但又必须保证设计精度的中小企业技术人员来说，这本书无异于一个低成本的“外部专家团队”。它不仅是知识的载体，更是一种工作标准的制定者，能够帮助使用者在设计和制造的每一个环节，都建立起一个坚实可靠的技术基线。

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这本书的装帧设计简直是业界良心，拿到手里沉甸甸的，那种质感和厚度就让人感觉内容一定非常扎实。封面设计上，那种低调的、略带复古的字体选择，配合上深邃的蓝色调，显得既专业又不失品位，完全符合一本工具书应有的庄重感。我特别喜欢它采用的纸张，不是那种廉价的反光纸，而是偏向哑光的铜版纸，即便是长时间翻阅，眼睛也不会感到疲劳。而且，书本的装订工艺堪称一绝，无论你怎么用力平摊，书脊都没有出现任何松动的迹象，这对于经常需要在工作台上摊开查阅的用户来说，简直是福音。内页的排版布局也极为用心，图文的搭配逻辑清晰，大量的工程图和剖面图都用高清的线条和恰到好处的比例展示出来，即便是初次接触某些复杂机械结构的人，也能通过这些图示快速建立起空间概念。唯一略感遗憾的是，在某些细节的标注上，如果能再增加一些三维透视图的辅助说明，对于复杂零部件的理解可能会更上一层楼，但瑕不掩瑜，就凭这手感和耐用度，它绝对值得放在工具箱旁边最显眼的位置。

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这本书的索引系统设计得简直是业界典范，这对于一本工具书来说，重要性不亚于核心内容的质量。通常，厚重的技术手册最怕的就是“找不到我要的东西”。然而，这本书的后附索引不仅按照拼音和笔画进行了分类，更精妙的是，它还建立了一个基于“应用场景”的交叉索引。比如，你查找“高强度螺栓”，索引会同时指向材料标准章节、扭矩计算章节，甚至会关联到相关的紧固件防松动设计章节。我上周在为一个老旧设备设计一个替代件时，需要快速确定一套符合特定震动环境的连接方案，我只需要在“连接设计”的总类下查找，不到五分钟，我就精准定位到了所需的强度等级和预紧力计算方法。这种结构化的检索设计，极大地缩短了查阅时间，让工具书真正从“书架上的装饰品”变成了“工作台上的效率加速器”。这种对用户体验的深层思考，体现了编撰团队对实际工作流程的深刻洞察。

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作为一名对传统制造工艺有着浓厚兴趣的业余爱好者，我发现这本书在对那些“老行当”的描述上，保留了令人尊敬的传统精神。例如，关于铸造、锻造和冲压这三大基础成型工艺的章节，它并没有像一些新潮的技术书籍那样，一味地推崇最新的数控加工技术，而是花了大量的篇幅去详述砂型准备、模具设计中的经验性判断，甚至是炉温控制的细微差别。这种对工艺本质的挖掘，让我感受到了作者对匠人精神的推崇。我尤其欣赏其中关于“刀具几何角度对切削效率和表面粗糙度的影响”这一部分的论述，作者通过微观粒度的分析，解释了为什么在加工高锰钢时，提高前角能显著降低积屑瘤的形成，这种深入骨髓的理解，是那些只教你如何操作CNC程序的软件手册里绝对找不到的。这本书的行文风格，稳健、审慎，带着一种老一代工程师特有的严谨和对细节的偏执，读起来让人感到踏实和可靠。

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我花了整整一个周末的时间，试着去消化这本书中关于精密螺纹和配合公差的那几个章节，说实话，那种感觉就像是重新上了一遍大学的材料力学课程，但比课堂上的讲义要生动和实用得多。作者在处理这些枯燥的理论数据时，采用了大量的“实际应用案例剖析”的写作手法，而不是简单地罗列ISO标准。比如，在讲解轴承选型和安装间隙的章节，它不仅给出了理论计算公式，还附带了三种不同负载环境下的实际故障案例分析，告诉你为什么理论上正确的选型在高温高湿环境下依然会过早失效，这才是真正体现了“手册”的价值所在——解决现实问题。最让我印象深刻的是，书中对表面处理工艺的介绍部分，那种对不同镀层（如电镀锌、热浸镀锌、达克罗等）在不同腐蚀介质下的耐受性能进行了详尽的横向对比，并配有清晰的性能曲线图，这对于我之前总是凭经验判断材料防腐等级的做法，无疑是一次巨大的知识升级。这本书的深度，已经超越了普通维修手册的范畴，更像是一部面向资深工程师的“知识库备份盘”。

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