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出版者:中國電力

作者:簡光沂

出品人:

頁數:1190

译者:

出版時間:2010-3

價格:68.00元

裝幀:

isbn號碼:9787508389714

叢書系列:

圖書標籤:

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《金石冶煉與精密加工：現代金屬工業的基礎與前沿》 內容簡介 本書旨在深入剖析現代金屬工業的核心技術與發展脈絡，以期為相關領域的工程技術人員、科研工作者及高年級學生提供一個全麵而係統的知識框架。我們將從基礎的金屬材料科學齣發，逐步深入到冶煉、成形、加工、檢測以及應用等各個關鍵環節，同時緊密結閤當前工業發展的最新趨勢，探討綠色製造、智能製造以及新材料開發等前沿議題。 第一部分：金屬材料的基石——科學原理與分類 本部分將首先迴溯金屬材料的本質，從原子結構、晶體學理論入手，闡述金屬的形成、結閤方式及其對宏觀性質的影響。我們將詳細介紹金屬的分類體係，包括黑色金屬（如各種鋼鐵及其閤金）和有色金屬（如鋁、銅、鈦、鎂、鎳等及其閤金）的化學成分、微觀組織特點，以及這些特點如何決定瞭它們在力學性能（強度、韌性、硬度、疲勞壽命等）、物理性能（導電性、導熱性、磁性等）以及化學性能（耐腐蝕性等）上的差異。 金屬的原子結構與晶格： 深入講解金屬元素的電子構型、化學鍵類型（金屬鍵），以及原子在晶體中的排列方式（如麵心立方、體心立方、六方密排）。理解晶格缺陷（點缺陷、綫缺陷、麵缺陷）對材料性能的影響，是掌握金屬塑性變形機製的基礎。 相變與閤金化： 詳細闡述固態相變（如奧氏體、珠光體、馬氏體轉變）的原理，以及這些相變如何通過熱處理來調控材料的顯微組織和性能。介紹閤金化原理，即通過添加其他元素來改善金屬的性能，如提高強度、硬度，或賦予特殊功能。我們將舉例說明不同閤金體係（如鋁閤金、銅閤金、不銹鋼）的關鍵閤金元素及其作用。 金屬材料的分類與選擇： 係統梳理各類金屬及其閤金的特性。例如，重點介紹各種碳鋼、閤金鋼（如工具鋼、不銹鋼、耐熱鋼）的牌號、性能特點和典型應用；對鋁閤金（如硬鋁、超硬鋁）、銅閤金（如黃銅、青銅）、鈦閤金、鎂閤金、鎳基閤金等有色金屬材料進行深入剖析，闡述它們各自的優勢和在航空航天、汽車、電子、醫療等領域的應用。 第二部分：金屬的生命起點——冶煉與提純技術 本部分將聚焦於金屬材料的源頭——冶煉與提純過程，涵蓋從礦石到高純度金屬的轉化。我們將探討不同金屬的經典冶煉方法，以及現代冶煉技術在提高效率、降低能耗和環境汙染方麵的進步。 鋼鐵冶煉： 詳細介紹高爐煉鐵、轉爐煉鋼、電弧爐煉鋼等主要工藝流程。分析影響煉鐵、煉鋼質量的關鍵因素，如原料配比、溫度控製、爐渣成分等。探討二次精煉技術，如真空脫氣（VOD、VD）、鋼包精煉（LF）等，如何去除有害雜質，提高鋼材純度和性能。 有色金屬冶煉： 針對鋁、銅、鈦等主要有色金屬，介紹其特有的冶煉方法。例如，鋁的拜耳法生産氧化鋁和電解鋁的霍爾-埃魯法；銅的火法冶煉（如鼓風爐、平爐、轉爐）和濕法冶煉；鈦的剋勞特法製備海綿鈦及後續真空電弧重熔（VAR）等。 精煉技術與雜質控製： 強調雜質對金屬性能的嚴重影響，介紹多種精煉技術，如區域熔煉、電解精煉、真空蒸餾等，它們如何用於獲得超高純金屬。同時，討論如何通過控製冶煉過程中的氣氛、加入脫氧劑、脫硫劑等來減少有害元素的含量。 第三部分：金屬的形塑之路——成形與加工工藝 本部分將深入研究金屬材料如何通過各種成形與加工手段，轉化為具有特定形狀和尺寸的零部件。我們將涵蓋傳統的成形工藝，並重點介紹現代精密加工技術。 金屬的塑性變形： 詳細講解金屬在受力作用下的塑性變形機理，包括位錯運動、晶界滑移等。介紹各種塑性變形工藝，如軋製（熱軋、冷軋）、鍛造（自由鍛、模鍛）、擠壓、拉拔等，以及它們在生産綫材、闆材、型材、管材和零部件中的應用。 切削加工： 深入探討各種傳統的切削加工方法，如車削、銑削、鑽削、鏜削、磨削等。分析切削參數（切削速度、進給量、切削深度）對加工精度、錶麵質量、刀具壽命的影響。介紹不同刀具材料（如高速鋼、硬質閤金、陶瓷、金剛石）及其選擇原則。 特種加工技術： 介紹非傳統的、適應現代工業需求的精密加工技術，包括： 電火花加工 (EDM)： 原理、電極材料、加工精度及其在模具製造、微細加工中的應用。 激光加工： 激光切割、激光焊接、激光錶麵強化等的原理、優勢與局限。 電化學加工 (ECM)： 原理、適用材料、高精度加工與鏡麵加工能力。 超聲波加工 (USM)： 原理、適用於脆硬材料的加工。 水射流切割 (WJ) 和磨料水射流切割 (AWJ)： 冷加工、環保性，適用於各種材料。 增材製造（3D打印）： 重點介紹金屬3D打印技術，如激光熔融沉積（SLM）、電子束熔融（EBM）、定嚮能量沉積（DED）等。分析其在復雜結構件製造、定製化生産、輕量化設計等方麵的優勢，以及在航空航天、醫療器械等領域的應用潛力。 錶麵處理與強化： 介紹各種錶麵處理技術，如熱處理（調質、淬火、迴火、滲碳、滲氮）、化學熱處理、電鍍、陽極氧化、PVD/CVD塗層、噴砂、拋丸等，及其改善金屬材料錶麵性能（耐磨、耐腐蝕、美觀）的作用。 第四部分：金屬的健康診斷——檢測與分析方法 為瞭確保金屬材料和零部件的質量，精確的檢測與分析手段至關重要。本部分將係統介紹各類檢測技術，覆蓋宏觀到微觀、靜態到動態的全麵評估。 無損檢測 (NDT)： 詳細介紹超聲波檢測（UT）、射綫檢測（RT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）、渦流檢測（ET）等，分析它們的原理、適用範圍、優缺點及在工業現場的應用。 金相分析： 介紹金相顯微鏡的使用、試樣的製備（研磨、拋光、腐蝕），以及如何通過觀察金屬的微觀組織（晶粒度、夾雜物、相分布、顯微裂紋等）來評估材料的性能。 力學性能測試： 詳細闡述各種力學性能測試方法，如拉伸試驗（測定屈服強度、抗拉強度、延伸率、斷麵收縮率）、彎麯試驗、衝擊試驗（夏比、懸臂梁）、硬度試驗（布氏、洛氏、維氏）、疲勞試驗、蠕變試驗等，並解釋這些參數的物理意義及其與材料設計的關係。 化學成分分析： 介紹光譜分析（OES, XRF）、原子吸收光譜（AAS）、原子發射光譜（AES）、質譜分析（MS）等方法，用於精確測定金屬材料的元素組成。 錶麵分析技術： 簡要介紹掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射綫衍射（XRD）、X射綫光電子能譜（XPS）等，用於研究材料錶麵形貌、晶體結構、化學態等微觀信息。 第五部分：金屬的時代使命——應用與發展趨勢 本部分將視角轉嚮金屬材料在現代工業中的具體應用，並探討其未來的發展方嚮。 關鍵工業領域應用： 深入分析金屬材料在航空航天（輕質高強閤金、耐高溫閤金）、汽車工業（高強度鋼、鋁閤金、鎂閤金）、能源工業（管道、容器、發電材料）、電子信息（銅、鋁、貴金屬）、建築工程（結構鋼、不銹鋼）等領域的應用特點與要求。 綠色製造與可持續發展： 探討金屬材料生産和加工過程中對環境的影響，以及如何通過采用清潔生産工藝、發展可迴收利用技術、推廣低碳冶金技術等方式，實現金屬工業的可持續發展。 智能製造與數字化轉型： 介紹如何將大數據、人工智能、物聯網等技術應用於金屬材料的設計、生産、加工、檢測全過程，實現生産過程的智能化、自動化和柔性化，提高生産效率和産品質量。 新材料的探索與創新： 展望金屬材料領域的前沿研究方嚮，如高熵閤金、形狀記憶閤金、金屬間化閤物、金屬基復閤材料（MMC）等，以及它們在極端環境應用、功能化應用等方麵的巨大潛力。 本書力求內容嚴謹、圖文並茂，通過詳實的案例分析和前沿技術的介紹，幫助讀者構建一個完整的金屬材料工業知識體係，並為未來在這一領域的學習、工作和創新提供堅實的基礎。

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這本書的索引係統設計得簡直是業界典範，這對於一本工具書來說，重要性不亞於核心內容的質量。通常，厚重的技術手冊最怕的就是“找不到我要的東西”。然而，這本書的後附索引不僅按照拼音和筆畫進行瞭分類，更精妙的是，它還建立瞭一個基於“應用場景”的交叉索引。比如，你查找“高強度螺栓”，索引會同時指嚮材料標準章節、扭矩計算章節，甚至會關聯到相關的緊固件防鬆動設計章節。我上周在為一個老舊設備設計一個替代件時，需要快速確定一套符閤特定震動環境的連接方案，我隻需要在“連接設計”的總類下查找，不到五分鍾，我就精準定位到瞭所需的強度等級和預緊力計算方法。這種結構化的檢索設計，極大地縮短瞭查閱時間，讓工具書真正從“書架上的裝飾品”變成瞭“工作颱上的效率加速器”。這種對用戶體驗的深層思考，體現瞭編撰團隊對實際工作流程的深刻洞察。

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我花瞭整整一個周末的時間，試著去消化這本書中關於精密螺紋和配閤公差的那幾個章節，說實話，那種感覺就像是重新上瞭一遍大學的材料力學課程，但比課堂上的講義要生動和實用得多。作者在處理這些枯燥的理論數據時，采用瞭大量的“實際應用案例剖析”的寫作手法，而不是簡單地羅列ISO標準。比如，在講解軸承選型和安裝間隙的章節，它不僅給齣瞭理論計算公式，還附帶瞭三種不同負載環境下的實際故障案例分析，告訴你為什麼理論上正確的選型在高溫高濕環境下依然會過早失效，這纔是真正體現瞭“手冊”的價值所在——解決現實問題。最讓我印象深刻的是，書中對錶麵處理工藝的介紹部分，那種對不同鍍層（如電鍍鋅、熱浸鍍鋅、達剋羅等）在不同腐蝕介質下的耐受性能進行瞭詳盡的橫嚮對比，並配有清晰的性能麯綫圖，這對於我之前總是憑經驗判斷材料防腐等級的做法，無疑是一次巨大的知識升級。這本書的深度，已經超越瞭普通維修手冊的範疇，更像是一部麵嚮資深工程師的“知識庫備份盤”。

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作為一名對傳統製造工藝有著濃厚興趣的業餘愛好者，我發現這本書在對那些“老行當”的描述上，保留瞭令人尊敬的傳統精神。例如，關於鑄造、鍛造和衝壓這三大基礎成型工藝的章節，它並沒有像一些新潮的技術書籍那樣，一味地推崇最新的數控加工技術，而是花瞭大量的篇幅去詳述砂型準備、模具設計中的經驗性判斷，甚至是爐溫控製的細微差彆。這種對工藝本質的挖掘，讓我感受到瞭作者對匠人精神的推崇。我尤其欣賞其中關於“刀具幾何角度對切削效率和錶麵粗糙度的影響”這一部分的論述，作者通過微觀粒度的分析，解釋瞭為什麼在加工高錳鋼時，提高前角能顯著降低積屑瘤的形成，這種深入骨髓的理解，是那些隻教你如何操作CNC程序的軟件手冊裏絕對找不到的。這本書的行文風格，穩健、審慎，帶著一種老一代工程師特有的嚴謹和對細節的偏執，讀起來讓人感到踏實和可靠。

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坦白地說，我一開始對這本書的定價有些猶豫，但當真正開始使用後，我發現它帶來的“價值迴報率”非常高，遠超齣瞭初始投入的成本。它的內容密度極高，幾乎沒有一句廢話或者泛泛而談的套話。書中提供的各種計算錶格，比如材料的綫膨脹係數錶、常見工程材料的彈性模量對照錶，數據源的權威性和準確性都是無可挑剔的。我將它與我過去收藏的幾本不同年代、不同國傢的同類手冊做瞭對比，發現這本書在吸收國際最新標準的同時，很好地平衡瞭國內的實際生産環境和材料供應情況，這使得它的適用性非常廣泛。對於那些在預算有限但又必須保證設計精度的中小企業技術人員來說，這本書無異於一個低成本的“外部專傢團隊”。它不僅是知識的載體，更是一種工作標準的製定者，能夠幫助使用者在設計和製造的每一個環節，都建立起一個堅實可靠的技術基綫。

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這本書的裝幀設計簡直是業界良心，拿到手裏沉甸甸的，那種質感和厚度就讓人感覺內容一定非常紮實。封麵設計上，那種低調的、略帶復古的字體選擇，配閤上深邃的藍色調，顯得既專業又不失品位，完全符閤一本工具書應有的莊重感。我特彆喜歡它采用的紙張，不是那種廉價的反光紙，而是偏嚮啞光的銅版紙，即便是長時間翻閱，眼睛也不會感到疲勞。而且，書本的裝訂工藝堪稱一絕，無論你怎麼用力平攤，書脊都沒有齣現任何鬆動的跡象，這對於經常需要在工作颱上攤開查閱的用戶來說，簡直是福音。內頁的排版布局也極為用心，圖文的搭配邏輯清晰，大量的工程圖和剖麵圖都用高清的綫條和恰到好處的比例展示齣來，即便是初次接觸某些復雜機械結構的人，也能通過這些圖示快速建立起空間概念。唯一略感遺憾的是，在某些細節的標注上，如果能再增加一些三維透視圖的輔助說明，對於復雜零部件的理解可能會更上一層樓，但瑕不掩瑜，就憑這手感和耐用度，它絕對值得放在工具箱旁邊最顯眼的位置。

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