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刘会杰 编

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• 焊接冶金
• 焊接性
• 材料科学
• 金属材料
• 焊接工艺
• 热处理
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• 工程技术
• 机械工程
• 材料工程

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111209218

版次：1

商品编码：10299573

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2007-03-01

用纸：胶版纸

页数：246

字数：385000

内容简介

《焊接冶金与焊接性》是高等学校专焊接专业或焊接方向的一门专业课教材，是为满足高等学校焊接专业或焊接方向教学改革的需要而编写的。本书分为上下两篇，上篇为焊接冶金，下篇为焊接性。上篇内容包括：焊接材料的组成及作用，焊接化学冶金，焊接接头的组织和性能，焊接缺陷及其控制；下篇内容包括：焊接性及其试验方法，低合金高强度钢的焊接，不锈钢及耐热钢的焊接，有色金属的焊接。
本书着重论述焊接冶金与焊接性的基本问题，尽量反映国内外近年来在焊接理论研究和生产应用方面的最新成果。本书体系完整，内容精炼，可作为高等学校焊接专业或焊接方向的教学用书，也可供从事焊接工作的研究人员和工程技术人员参考。
本书的“电子课件”位于机械工业出版社教材服务网（www.cmpedu.com）上，向本书授课教师免费提供，请需要者填写书末的“信息反馈表”寄回出版社索取。

作者简介

刘会杰，哈尔滨工业大学焊接专业博士，日本大阪大学接合科学研究所博士后。哈尔滨工业大学焊接系教授，博士生导师。中国机械工程学会高级会员，中国焊接学会压焊委员会委员，钎焊及特种连接委员会委员，国际焊接工程师。负责及参加国家973、国家863、国家自然科学基金、国防科工委和总装备部等多项课题的研究。获教育部自然科学一等奖1项，黑龙江省自然科学二等奖1项，航天部科技进步二、三等奖各1项，哈尔滨市科技进步三等奖1项，黑龙江省留学人员报国奖1项。申报中国发明专利3项。参编焊接教材和手册5部，主编国际和国内会议论文集4次。发表论文130余篇，其中SCI检索40篇，EI检索42篇，ISTP检索8篇。

目录

序
前言
绪论
思考题
上篇 焊接冶金
第1章 焊接材料的组成及作用
1.1 焊条
1.2 焊丝
1.3 焊剂
思考题
第2章 焊接化学冶金
2.1 焊接化学冶金的特殊性
2.2 焊接区内气体与金属的作用
2.3 焊接熔渣对金属的作用
2.4 焊缝金属的净化与合金化
思考题
第3章 焊接接头的组织和性能
3.1 焊接熔池和焊缝
3.2 焊接热影响区
3.3 熔合区
思考题
第4章 焊接缺陷及其控制
4.1 焊缝中的偏析和夹杂
4.2 焊缝中的气孔
4.3 焊接裂纹
思考题
下篇 焊接性
第5章 焊接性及其试验方法
5.1 焊接性及其分析方法
5.2 焊接性试验内容和方法
5.3 常用工艺焊接性试验方法
思考题
第6章 低合金高强度钢的焊接
6.1 低合金高强度钢的种类和性能
6.2 低合金高强度钢的焊接性分析
6.3 低合金高强度钢的焊接工艺要点
6.4 典型低合金高强度钢的焊接
思考题
第7章 不锈钢及耐热钢的焊接
第8章 有色金属的焊接
参考文献

前言/序言

冶金过程的精密控制与材料性能的优化：现代工程材料的基石 本书导读：深入探究工程材料的微观结构演变、热力学基础及其在极端环境下的性能表现，聚焦于如何通过精确的工艺控制，实现材料的宏观力学性能与服役可靠性的最大化。 --- 第一章：工程材料的热力学基础与相变动力学 本章从扎实的物理化学和热力学原理出发，为理解材料在加热、冷却、应力作用下的行为奠定理论基础。我们详细阐述了吉布斯自由能、相图的构建与解析方法，特别是二元及复杂多组元合金体系中的非平衡相变区域。 1.1 晶体结构与缺陷热力学 深入剖析金属、陶瓷和高分子材料的基本晶体结构，如面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和六方紧密堆积（HCP）的位形特征。重点讨论点缺陷（空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界、孪晶界）的热力学形成能、迁移率及其对材料塑性和蠕变性能的本质影响。讨论如何利用计算热力学方法（如CALPHAD方法）预测特定温度和压力下的相平衡。 1.2 扩散理论与原子迁移机制 详述Fick第一和第二定律在描述材料内部原子迁移过程中的应用。区分固体内扩散（间隙扩散、置换扩散）、晶界扩散和表面扩散的激活能和路径依赖性。引入Kirkendall效应，并探讨在极端温度梯度和化学势梯度下，扩散过程的非线性行为及其对材料成分均匀性的影响。 1.3 非平衡相变：形核与长大 本章的核心在于对相变动力学的精细刻画。详细解析经典的奥斯特瓦尔德（Ostwald Ripening）理论和经典形核理论（CNT）。探讨冷却速率对相变路径的决定性作用，特别是快速冷却诱发的亚稳相形成。分析贝恩（Bain）转变的无扩散机制及其在特定钢种中的重要性。对连续冷却转变（CCT）图和热力学扩散转变（TTT）图的构建、读取及实际工程应用进行详尽的案例分析，强调过冷度和形核率之间的复杂耦合关系。 --- 第二章：先进合金体系的微观结构演化与控制 本章将视角从基础理论转向具体的工程合金，探讨不同合金元素（如镍、钼、钛、稀土元素）对基体相的固溶强化、沉淀强化、晶粒细化等方面的影响机制。 2.1 铁基合金的相变精细控制 聚焦于高强度低合金钢（HSLA）和先进高强钢（AHSS）的设计思路。解析马氏体转变的无扩散特性、残余奥氏体（Retained Austenite）的形成与稳定性控制。深入探讨贝氏体转变（Bainitic Transformation）的独特机制，以及如何通过调控合金成分和热处理路径，实现下贝氏体和上贝氏体的组织调控，以平衡强度与韧性。 2.2 铝合金与钛合金的强化机制 在轻质高强结构件领域，铝锂（Al-Li）合金和高熵合金（HEA）是研究热点。本章细致分析Al-Li合金中$delta'$相和S相的析出动力学，以及这些析出相对疲劳性能的影响。针对钛合金，重点研究$alpha_2/gamma$相场的形成、有序化过程，以及如何通过热处理来控制双相（$alpha+eta$）合金的微观结构，以适应航空发动机等高载荷环境的要求。 2.3 粉末冶金与增材制造过程中的材料学挑战 分析粉末原料的球形度、粒径分布对烧结致密化过程的影响。在增材制造（AM）领域，着重讨论高扫描速度和快速冷却速率下，材料熔池的瞬态热循环对晶粒重构、应力集中和孔隙形成的影响。探讨层间结合的冶金基础，以及如何通过参数优化来抑制热裂纹和组织粗大的问题。 --- 第三章：材料的力学响应与本征性能的评估 本章转向宏观力学性能的测试、表征和失效机理分析，强调材料性能与其微观结构之间的内在联系。 3.1 塑性变形与位错动力学 阐述拉伸、压缩、剪切等基本变形模式下的应力-应变关系。详细讨论冷加工硬化机制，包括位错的交割、缠结和累积。引入Hall-Petch关系，并探讨其在纳米晶材料中的失效（如反Hall-Petch效应），分析晶界滑移和晶界扩散在超细晶材料塑性中的作用。 3.2 疲劳与断裂力学基础 系统阐述低周疲劳（LCF）和高周疲劳（HCF）的机制，包括疲劳裂纹的萌生、稳定扩展和最终断裂过程。引入Paris-Erdogan定律，并讨论环境因素（如腐蚀、高温）对疲劳寿命的加速效应。在断裂力学方面，深入解析线弹性断裂力学（LEFM）的核心参数——应力强度因子($K_I$)和弹塑性断裂力学（EPFM）中的$J$积分，及其在评估承载结构韧性方面的应用。 3.3 蠕变与高温服役性能 蠕变（Creep）是高温工程部件设计中的关键限制因素。本章分析一次、二次和三次蠕变阶段的物理机制，重点探讨位错攀移和扩散蠕变（如Nabarro-Herring和Coble蠕变）的控制因子。讨论镍基单晶高温合金中$gamma/gamma'$相的抗蠕变机制，以及如何通过优化体积分数和层状结构设计来提高长期服役可靠性。 --- 第四章：材料表面工程与功能化改性 现代工程对材料的要求已从单一的结构强度扩展到多功能性。本章探讨通过表面改性技术，赋予材料优异的耐磨、耐蚀或特定电学功能。 4.1 界面化学与腐蚀行为 系统分析电化学腐蚀的机理，区分均匀腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀。重点阐述在含氯离子环境下，不锈钢和镍基合金中应力腐蚀开裂（SCC）的临界应力与环境敏感性。讨论钝化层的形成、稳定性及其在保护基体材料中的作用。 4.2 渗层技术与表面硬化 详细介绍渗碳、渗氮、渗碳氮等热化学扩散过程，分析碳、氮原子在基体中的溶解度、扩散速率与稳定相的形成。探讨物理气相沉积（PVD）和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术在制备致密、高硬度（如TiN, CrN涂层）薄膜中的应用，以及涂层与基体间的界面粘附力测试方法。 4.3 摩擦学行为与润滑 本章考察材料间的接触、磨损和润滑机理。区分磨粒磨损、粘着磨损和表面疲劳磨损的特征。讨论如何通过引入自润滑材料（如石墨、二硫化钼复合材料）或进行表面改性（如激光熔覆硬质合金层），显著降低摩擦系数并提高抗磨损寿命。 --- 结语：面向未来的材料设计与计算模拟 本书的终极目标是引导读者从微观结构出发，结合先进的计算工具（如第一性原理计算、分子动力学模拟），实现对复杂工程材料性能的预测与优化。通过对热力学驱动力、动力学速率的精确量化，为下一代高性能结构材料的开发提供坚实的冶金学支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和专业术语的运用达到了一个极高的水准，但说实话，对于初学者来说，门槛确实有点高。我得承认，我在阅读过程中，有好几处的公式推导和复杂的微观组织演变描述，我需要反复阅读好几遍，甚至需要借助网络上的相关学术论文来辅助理解。比如，关于扩散焊和搅拌摩擦焊中，固相连接的理论模型阐述得非常深入，它涉及到大量的非平衡态热力学概念，读起来需要高度集中的精神。不过，一旦我啃下了这些硬骨头，回头再看以往遇到的焊接缺陷，比如冷裂纹、热裂纹，就突然间豁然开朗了。这本书的价值在于它构建了一个完整的知识体系框架，让你明白每一个现象背后都有其必然的物理和化学逻辑。它不是告诉你“怎么做”，而是告诉你“为什么会这样”。对于正在进行学位论文研究或者需要解决非常棘手、非标准焊接问题的工程师来说，这本书无疑是一本案头必备的“武功秘籍”，虽然修炼过程略显艰辛，但一旦练成，功力自然非同小可。

评分☆☆☆☆☆

这本《焊接冶金与焊接性》的书名听起来就相当专业和硬核，拿到书本的时候，那种厚重的纸张和精美的装帧已经让人感受到了内容的份量。我本来对手头的焊接工作有些理论上的困惑，总觉得实践和书本知识之间存在一道鸿沟。翻开前几章，果然如我所料，开篇就深入探讨了金属的晶体结构变化和相图分析，光是那些复杂的铁碳合金组织图谱，就足够我花上半天时间去理解和对照图样了。作者对不同焊接方法下热影响区的微观变化描述得细致入微，从马氏体转变到奥氏体再到珠光体，每一种转变过程的动力学和热力学基础都被剖析得非常透彻，这对我理解为什么某些钢材焊接后容易开裂的根本原因，提供了坚实的理论支撑。特别是关于高强度钢焊接时，如何通过预热和后热来控制冷却速度，避免脆性组织生成那部分，简直是教科书级别的指导，条理清晰，逻辑严密，让人读完后立刻想在实验室里复现一些实验来验证书中的结论。这本书绝对不是那种泛泛而谈的入门读物，它更像是一本面向资深工程师或研究人员的工具书，每一个公式、每一个图表背后都蕴含着大量的实验数据和工程经验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配图和案例分析部分，是我个人觉得非常值得称赞的亮点。虽然理论性很强，但作者非常巧妙地穿插了许多真实工业现场的失效分析案例。比如，一个大型压力容器因氢致延迟裂纹（HIC）导致的灾难性失效，书中详细列举了当时焊接的工艺参数、材料成分，并通过扫描电镜（SEM）的微观图像，直观展示了氢原子如何聚集并引发脆性断裂。这种图文并茂的讲解方式，极大地增强了阅读的代入感和学习的兴趣。它把抽象的冶金概念，转化成了触目惊心的工程事故教训。读完这些案例，我对自己工作中对氢元素控制的重视程度又提升了一个档次。总的来说，《焊接冶金与焊接性》是一本将基础科学原理、先进制造技术与工程应用紧密结合的典范之作，它不仅仅传授知识，更塑造了严谨的工程思维方式，是值得反复研读的宝贵资料。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏作者在讨论不同标准和规范时的严谨态度。书中不仅仅罗列了国内的GB标准，还穿插对比了AWS和JIS等国际标准对同一类焊缝性能要求上的细微差异，并分析了这些差异背后的冶金学和应用场景考量。这使得这本书的适用范围和深度都得到了极大的拓宽。例如，在讲解疲劳性能时，作者不仅关注了焊缝的几何形状对局部应力的影响，更深入到焊后热处理（PWHT）对残余应力和显微组织再结晶的影响，甚至引入了断裂力学的一些基本概念来评估裂纹扩展的风险。读到这部分时，我感觉自己仿佛是坐在一间由全球顶尖焊接专家组成的研讨会上，听他们对行业前沿问题的深入探讨。这本书的论述风格是辩证的、多角度的，很少有绝对化的结论，更多的是基于大量的实验数据和工程经验给出的最佳实践区间，这体现了作者深厚的学术底蕴和丰富的工程实践经验。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始对这本书的期望值是能给我一些“立竿见<bos>”的焊接工艺优化技巧，毕竟在生产线上，时间就是金钱，快速解决问题才是王道。然而，这本书给我的惊喜在于它彻底颠覆了我对“焊接性”的理解。它没有直接堆砌焊接参数表，而是从材料科学的本质出发，剖析了材料本身的冶金特性如何决定了其在高温熔池及快速冷却环境下的行为。书中有一章专门讲了异种材料的焊接难题，特别是铜与钢之间的界面反应，那部分内容简直是精彩绝伦。作者用相对通俗易懂的语言解释了脆性金属间化合物形成的过程，并通过控制焊缝金属的成分设计，提出了几种降低脆性的有效途径。我以前只是凭经验去选择焊丝，现在明白了背后更深层的化学反应机理。阅读过程中，我经常需要对照着手头的材料安全数据表（MSDS）来理解作者提到的各种合金元素的影响，比如铌、钛对晶粒细化的作用，以及硫、磷等有害元素在固液界面上的偏聚现象。这本书迫使我从一个纯粹的操作者，转变为一个能够设计和预测焊接行为的材料学家。

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

对焊接工作人员有一定的参考作用！适合工科学生看看，也适合技术人员

评分☆☆☆☆☆

心得： 相信许多与我一般大的人，对于妖怪的认知，都是从大陆86版《聊斋》开始的。 　　 　　飘来飘去的白灯笼，没有头的田七郎，披着人皮的画皮妖怪，这些构成了我儿时最初的妖怪记忆&mdash;&mdash;惊悚而可怖。 　　 　　随着年岁渐长，也开始在不经意间接触日本的恐怖片&mdash;&mdash;《午夜凶铃》、《咒怨》等。还记得看《午夜凶铃》实在大学活动室里，几十个人围着一台大电视，窗帘紧紧拉住以营造恐怖气氛，几十个人鸦雀无声，被吓得大气也不敢喘。 　　 　　后来还有《幽游白书》、《犬夜叉》等等，令人惊叹于日本人做事的认真与执着。仅仅一个妖怪题材，就能搞出影视、小说、漫画、周边这么大的阵仗。相比我们中华民族的大气浪费和漫不经心&mdash;&mdash;面对《山海经》、《酉阳杂俎》、《聊斋志异》、《阅微草堂笔记》、《子不语》等大量优秀的作品而不知开发借鉴，真是令人无法言说。 　　 　　然而直到拿到手中这本《知日 妖怪》，我才明白自己对于日本妖怪文化的了解是多么肤浅。虽然我也读过京极夏彦，知道河童的传说&hellip;&hellip; 　　 　　真珠庵本的《百鬼夜行绘卷》古朴稚拙，在器物演变来的妖怪脸上我们能发现诡异和惊悚的气息；狩野宴信的《百鬼夜行绘卷》则在神秘莫测的大背景下为我们展现了妖怪们日常生活的一面，甚至有些诙谐，仿佛这些器物都有一个灵魂是再正常不过的事情。 　　 　　沿着《知日 妖怪》为我们画好的路线图，会发现妖怪文化在日本已经形成了高度完善的商业化产业链条。作为传统文化的一个组成部分，妖怪文化并没有随着商业化的开展而被庸俗化和消亡，相反，在商业化的过程中，妖怪文化得到了更深入的挖掘和发扬，受到了更多人的喜爱。&mdash;&mdash;如何将传统文化与商业化结合，达到双赢的结局，日本人用他们的妖怪文化给我们上了一课。 　　 　　看看妖怪文化的丰硕成果吧： 　　漫画类：《鬼太郎》《恶魔君》《河童三平》等 　　小说类：阴阳师系列，京极堂系列等 　　影视类：《千与千寻》《给小桃的信》《龙猫》等 　　妖怪画师：鸟山石燕、月冈芳年、松井冬子 　　旅游类：鬼屋文化，水木茂之路 　　文化类：妖怪魔术、妖怪博士、世界妖怪学会、妖怪大学 　　 　　《知日 妖怪》可谓对日本的妖怪文化来了个大起底，全方位地介绍了日本的妖怪文化。在赞叹的同时，也为日本文化的多元和包容感动震动。设想下如果我们身边有人立志从事妖怪研究，一定会被目为不务正业的怪异家伙吧。写到这里，我仿佛看到了家人无奈的眼和亲友讪笑的脸。 　　 　　所有立志与妖怪为伍的朋友们，加油，挺住！

评分☆☆☆☆☆

我一度猜测&ldquo;海豚&rdquo;会是一个幸运的女人。这种幸运不是一般人所能拥有的。身处北京，良好的环境，优越的生活，丰富的经历，还有能令人快乐起来的工作。直到后来我们更深入的交谈时，她用最简短的言语告诉我关于她的情感历程时，原来才知道每一个女人背后都会有另一个自己。而这个自己往往不被人知。

评分☆☆☆☆☆

书籍外表面较脏，京东的物流人员，你们能打包的时候细心点吗？

评分☆☆☆☆☆

俗话说文无定法，写书评当然也无一定的格式，可以因人而异，因书而异。比如偏于谈感受的书评就可以直接从述感开头：&ldquo;何建明的长篇报告文学《中国高考报告》是一部具有强烈震撼力的作品。不读则罢，越读越使人感到，高考的分量实在太重太重，它重得使许多中国人的腰背都压弯，连中华民族的脊梁也被压得出现了严重的畸型。高考啊！何时才能走出怪圈？&rdquo;（《走出高考的怪圈》）想要带点文学色彩又要给读者一点悬念的也可以抒情开头：&ldquo;若你走进普鲁斯特的世界，我想你不会不惊叹于那美妙的符号所产生的神奇魅力，不会不沉醉于玛德莱娜小点心的绵长回味，不会不震悸于人类内心的隐秘世界的强烈曝光。作为《追忆似水年华》的译者之一，我也不可能不更真切地感受到普鲁斯特开启的感觉世界对我的灵魂与感官的诱惑、冲击、洗涤、丰富、与净化。&ldquo;（《全新而永恒的感觉世界》）当然书评的结尾也不一定都要推荐式的。可以表达某种愿望，如&ldquo;愿借苇岸的亲切诚实的语言，生动盎然的诗意和宁静柔韧的美感铺就的小径，引领我们走向诗意栖居之地。&rdquo;（《读&lt;太阳升起以后&gt;》）表达愿望之中有推荐作品的诚意。也可以批评某种现象或做法，如&ldquo;他们认为如果儿童画能与范例完全相同，那么这种训练就是成功的。然而他们不明白，儿童有他们自己的世界，儿童有他们自己的艺术，他们与成人不一样！种种人为的限制对儿童艺术潜能都可能是一种扼杀。&rdquo;（《生动有趣的图画书》）批评的目的仍然是为了推荐。

评分☆☆☆☆☆

对焊接工作人员有一定的参考作用！适合工科学生看看，也适合技术人员

评分☆☆☆☆☆

你的勇敢、你的坦诚，让很多人了解了同性之爱，理解了同性之爱，也让很多走在这个道路上的人，找到支撑，勇敢的走下去，更从你的文字里，看到一种信念、一种希望。看到你笔下的唯美，谁又有权利去阻止与指责同性之爱呢？

评分☆☆☆☆☆

这本书自我感觉编的很可以，不愧是哈工大的老师写的，章节连接的很好