材料科学研究与工程技术系列：金属热加工设备及工艺 [Matal Hot Working Equipment and Process] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨文杰，李洪波，朱永长 等 编

图书标签:

• 金属热加工
• 热处理
• 金属材料
• 机械工程
• 制造技术
• 设备工程
• 工艺技术
• 材料科学
• 工程技术
• 金属成形

出版社： 哈尔滨工业大学出版社

ISBN：9787560346489

版次：1

商品编码：11507348

包装：平装

丛书名： 材料科学研究与工程技术系列

外文名称：Matal Hot Working Equipment and Process

开本：16开

出版时间：2014-06-01

用纸：胶版纸

页数：361

字数：566

内容简介

　　《材料科学研究与工程技术系列：金属热加工设备及工艺》简要地阐述了金属热加工生产中常用的热加工工艺方法及设备，并根据铸造工艺方法及设备、锻压工艺方法及设备、焊接工艺方法及设备、金属热处理方法及设备有关的基础理论，分别讲述金属热加工工艺方法及设备的工作原理和特点、适用范围、设备结构、使用的材料、工艺手段以及所派生出的新方法。《材料科学研究与工程技术系列：金属热加工设备及工艺》注意理论联系实际，突出重点，并注意反映国内外新的研究成果和发展趋势。
　　《材料科学研究与工程技术系列：金属热加工设备及工艺》可作为高等院校金属材料工程专业、材料成型及控制工程专业的本科生教材，亦可供从事金属材料热加工领域的工程技术人员参考。

内页插图

目录

绪论
第1篇 铸造方法及设备
第1章 造型机及制芯机的工艺基础
1.1 砂型紧实度的要求及测量
1.2 压实过程
1.3 压实所得紧实度的分析
1.4 压实实砂紧实度均匀化的方法
第2章 造型及制芯设备
2.1 震击与震压造型机
2.2 多触头高压造型机
2.3 射芯机
2.4 射压造型机
2.5 气流造型机
第3章 造型及制芯生产线
3.1 造型及制芯生产线的运输设备
3.2 造型及制芯生产线的辅机
3.3 造型和制芯工段的布置及生产线
第4章 熔化工部机械化设备
4.1 备料机械
4.2 冲天炉配料及加料的机械化
4.3 浇铸的机械化和自动化
4.4 浇铸自动化的相关问题
第5章 砂处理机械化
5.1 新砂的处理和制备
5.2 旧砂处理设备
5.3 型砂处理
5.4 砂处理系统的运输设备和辅助装置
第6章 落砂与清理机械
6.1 落砂机
6.2 清理机械
6.3 清理的机械化

第2篇 锻压工艺及设备
第7章 金属的塑性成型
7.1 单晶体的塑性变形
7.2 多晶体的塑性变形
7.3 塑性变形对金属组织和性能的影响
第8章 压力加工及其工艺
8.1 压力加工概述
8.2 压力加工理论基础
第9章 自由锻造
9.1 自由锻造设备
9.2 自由锻基本工序
9.3 自由锻工艺规程及锻件结构
第10章 模型锻造
10.1 锻模的各类模膛
10.2 模型锻造分类及工艺设备
第11章 塑性加工新技术及发展
11.1 现代塑性加工技术
11.2 现代塑性加工技术的发展趋势

第3篇 焊接方法及设备
第12章 焊接电弧基础
12.1 焊接电弧的物理本质
12.2 焊接电弧各区域的导电机构
12.3 焊接电弧的静特性
12.4 焊接电弧的产热及温度分布
12.5 焊接电弧力及影响因素
12.6 焊接电弧的稳定性及其影响因素
12.7 焊丝的加热、熔化与熔滴过渡
12.8 母材熔化与焊缝成形
第13章 电弧焊的自动控制技术
13.1 熔化极电弧焊的自动调节系统
13.2 等速送丝调节系统
13.3 电弧电压反馈调节系统
第14章 埋弧焊
14.1 埋弧焊的原理和特点
14.2 埋弧焊用焊接材料
……
第4篇 热处理设备

前言/序言

冶金新视野：现代金属加工技术前沿 内容简介 本书聚焦于金属材料加工领域最前沿的科学研究与工程技术进展，深入剖析了影响金属塑性变形、强化机制以及表面性能调控的关键科学原理。全书围绕“新材料、新工艺、新装备”三个核心维度展开，旨在为读者提供一个全面、深入、系统性的现代金属加工技术知识体系。 第一部分：先进金属材料及其加工性能 本部分首先概述了当前金属材料科学的研究热点，重点介绍了一系列在航空航天、新能源、生物医疗等领域展现出巨大应用潜力的新型金属材料，包括但不限于： 高性能合金：如超高强度钢、耐热合金、形状记忆合金、镁合金、钛合金等。详细阐述了这些合金的微观组织结构、相变行为、以及在不同工艺条件下的力学性能和物理性能。 金属基复合材料：重点关注颗粒增强、纤维增强等金属基复合材料的制备方法、界面控制以及其在提高材料强度、刚度、耐磨性和导电性等方面的优势。 功能性金属材料：探讨了如磁性合金、超导材料、储氢材料等的制备技术，以及其在特定应用场景下的独特性能表现。 在材料介绍的基础上，本部分深入研究了这些先进金属材料在各种塑性变形过程中的加工性能，包括： 流变应力行为：分析了不同材料在高温、高应变速率下的流变应力特性，构建了精确的本构模型，为工艺参数的优化奠定了理论基础。 变形机制：揭示了动态回复、动态再结晶、亚晶界形成等微观变形机制，以及它们如何影响材料的组织演变和最终性能。 加工硬化与软化：探讨了加工硬化与动态软化（如动态再结晶、动态应变时效）之间的竞争关系，以及如何通过工艺控制来抑制缺陷、优化组织。 热加工过程中的缺陷形成与控制：分析了在热加工过程中可能出现的裂纹、折叠、气孔、夹杂等缺陷的成因，并提出了相应的预防和消除策略。 第二部分：现代金属加工新工艺与技术 本部分将目光投向了金属加工领域的创新工艺和技术突破，重点介绍了能够显著提升材料性能、拓展应用领域、降低能耗的先进加工方法： 精密塑性成形技术： 模锻与自由锻：涵盖了冷镦、滚压、挤压、旋压、斜轧等多种精密成形工艺，重点研究了这些工艺在提高零件尺寸精度、表面光洁度、减少机械加工余量方面的优势。 温锻与热锻：探讨了温锻和热锻在加工高强度材料、复杂形状零件方面的应用，以及如何通过优化模具设计和加热工艺来降低变形功耗和提高成形效率。 新型塑性加工技术： 高能束加工：介绍了激光加工、电子束加工等高能束在材料改性、精密焊接、表面强化方面的应用，分析了能量密度、作用时间等参数对材料组织和性能的影响。 超塑性成形：深入研究了超塑性成形技术在制造复杂薄壁结构件方面的独特优势，包括其机理、适用材料、模具设计以及工艺参数的控制。 搅拌摩擦焊与搅拌摩擦点焊：阐述了搅拌摩擦焊在连接难焊材料、实现高强度连接方面的创新性，重点分析了搅拌工具的设计、加工参数对焊缝质量的影响。 增材制造（3D打印）中的金属成形：聚焦于选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等金属增材制造技术，探讨了其在复杂结构件制造、材料个性化设计方面的潜力，以及后续的致密化和性能优化处理。 材料表面工程技术： 表面强化：介绍了渗碳、渗氮、渗铬、物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等表面强化技术，以及它们如何显著提高材料的耐磨性、耐腐蚀性和表面硬度。 表面改性：探讨了激光熔覆、等离子喷涂等表面改性技术，用于修复磨损零件、赋予材料特殊功能（如导电、绝缘、耐高温）。 第三部分：智能化与绿色化金属加工装备 本部分将关注点放在支撑先进加工技术实现的现代化装备，强调智能化、自动化和绿色化的发展趋势： 先进成形装备： 高精度压力机与锻压设备：介绍了伺服驱动压力机、电液伺服锻压机等新型装备，分析了其在提高加工精度、能量利用效率、柔性化生产方面的优势。 自动化与智能化生产线：探讨了机器人辅助加工、在线检测、数据采集与分析在金属加工生产线中的应用，实现生产过程的自动化控制和智能化优化。 新型加热与热处理装备：介绍了感应加热、微波加热、真空热处理炉等高效节能的加热与热处理设备，分析了其在缩短加热时间、均匀加热、精确控温方面的作用。 过程监测与控制技术： 在线监测技术：研究了应变片、热电偶、力传感器、视觉传感器等在加工过程中的实时监测应用，用于获取变形力、温度、尺寸等关键参数。 智能控制系统：介绍了基于模型预测控制（MPC）、模糊逻辑控制（FLC）等先进控制策略在加工过程中的应用，实现加工参数的自适应调整和过程的稳定控制。 数字化与仿真技术：强调了有限元分析（FEA）、计算流体动力学（CFD）等数值模拟技术在工艺设计、模具优化、过程预测中的重要作用，实现虚拟制造与实际生产的紧密结合。 绿色制造与节能技术： 低能耗加工工艺：分析了如何通过优化工艺参数、采用新型加工方法来降低单位产品的能耗。 废弃物回收与再利用：探讨了金属加工过程中产生的切削液、边角料等的回收与再利用技术，实现资源的循环利用。 环境友好型润滑剂与冷却剂：介绍了生物基润滑剂、水基冷却剂等环境友好型材料在金属加工中的应用。 本书致力于为金属材料科学、材料加工工程、机械工程等领域的科研人员、工程技术人员、高校师生提供一本具有高度参考价值的专业著作，助力推动我国金属加工技术向更高水平、更深层次、更广领域迈进。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就给我一种很实在、很扎实的感觉，没有那些花里胡哨的图画，就是那种能让人一眼看出它是做学问的，或者说是做技术研究的书。拿到手里沉甸甸的，纸张的质感也很好，印刷清晰，即使是图表和公式也看得一清二楚，这对于我这种需要经常翻阅、对照的读者来说，简直是福音。我本身就对材料科学领域特别感兴趣，尤其是在金属加工这一块，总觉得里面蕴含着很多深奥的学问和精妙的技术。我平时也会看一些相关的论文和科普文章，但总觉得缺乏系统性的梳理和深入的讲解。这本书的出现，就像是在我知识的海洋中找到了一座灯塔，让我能够更清晰地认识到金属热加工的整个脉络。从基础的金属材料特性，到各种热加工方法的原理、设备构成、工艺参数的控制，再到质量检测和后处理，这本书几乎是面面俱到，把一个庞大的体系展现得淋漓尽致。我尤其喜欢它对各种设备的详细介绍，那些机械结构图、工作流程示意图，即使是对机械设计不是非常了解的人，也能通过这些图文并茂的展示，大致理解设备是如何运作的。而且，作者在讲解的时候，并没有一味地堆砌理论，而是将理论知识与实际应用紧密结合，很多地方都穿插了实际生产中的案例分析，这让我在学习理论的同时，也能感受到这些知识在现实世界中的价值和意义。这本书的语言风格也很接地气，虽然是专业书籍，但读起来并不枯燥乏味，很多时候，作者会用一些生动的比喻或者形象的描述来解释复杂的概念，这使得我能够更容易地理解和记忆。总的来说，这本书给我带来的不仅仅是知识的增长，更是一种思维的启迪，让我对金属热加工这个领域有了更深刻的认识和更全面的把握。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在汽车制造行业摸爬滚打了十多年的工程师，主要负责的是车身冲压和焊接部分的工艺优化。这些年，我一直觉得在材料变形和热处理这块，我的知识体系存在一些短板，尤其是在金属热加工方面，感觉了解得不够深入和系统。偶然的机会，我的同事推荐了这本书，说是在金属热加工这块做得非常出色。拿到书后，我迫不及待地翻阅起来，发现果然名不虚传。这本书对于金属热加工的各个环节都进行了非常详尽的阐述，从最基础的金属相变、晶体结构对塑性变形的影响，到各种热加工工艺，比如轧制、锻造、挤压、拉伸等等，都给出了详细的原理说明和技术细节。让我特别惊喜的是，书中对不同工艺在实际生产中的应用场景、优缺点以及适用范围都做了非常清晰的对比和分析，这对于我们工程师来说，简直是太宝贵了。我立刻找到了与我工作相关的章节，仔细研究了书中关于热轧和热冲压的内容。书中对轧辊的选型、轧制速度的控制、轧制温度对产品性能的影响，以及不同轧制方式（如开坯、精轧）的工艺流程都进行了深入的剖析。在冲压方面，书中不仅讲解了模具的设计原则和热处理技术，还对热冲压过程中金属的流动行为、应力应变分布以及如何通过工艺参数来控制产品精度和质量进行了详细的阐述。我印象最深刻的是，书中提供了一些实际案例，比如某款汽车零部件通过优化热冲压工艺，成功解决了强度不足和变形量大的问题，这让我非常有代入感，也从中学习到了很多解决实际问题的思路和方法。这本书不仅仅是一本教科书，更像是一本实用的操作手册，为我解决生产中的实际难题提供了坚实的理论基础和可行的技术指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的厚度就足以说明它的内容之丰富，我在拿到手的时候，就觉得这是一部值得反复研读的“大部头”。我本身是做材料科学研究的，研究方向偏向于新材料的开发和性能表征，对于传统金属加工工艺的了解相对有限。然而，我一直坚信，了解和掌握成熟的加工技术，是更好地进行新材料应用开发的基础。这本书的结构非常清晰，从整体上把握了金属热加工的学科体系，然后逐步深入到具体的设备和工艺。我尤其欣赏作者在讲解过程中，对于物理原理和数学模型的严谨性。很多章节都涉及到了热力学、流体力学以及材料力学中的相关概念，作者不仅给出了公式，还详细解释了公式的推导过程和物理意义，这对于我这种需要进行理论推导和模型建立的研究者来说，非常有帮助。我仔细学习了书中关于金属塑性变形机理的部分，特别是对位错理论、晶界滑移以及动态回复和动态再结晶等微观过程的阐述，让我对材料在高温下的行为有了更深刻的理解。在设备方面，书中对各种热加工设备的结构、工作原理、传动方式、润滑系统以及安全防护措施都进行了详尽的介绍，甚至包括一些关键部件的材料选择和制造工艺。这对于我来说，不仅增长了见识，也为我理解新材料在现有设备上的加工可行性提供了参考。书中的图表和插图质量也非常高，很多都是我之前在其他文献中没有见过的，这为我理解抽象的工艺过程提供了直观的帮助。我计划将这本书作为我未来研究的重点参考资料，并尝试将其中的理论知识应用于我正在进行的新型高温合金的加工工艺研究中。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚步入金属材料领域的学生，我对这个学科充满了好奇和求知欲，但同时也感到知识的海洋浩瀚无垠，常常不知道从何处着手。在老师的推荐下，我购买了这本书，希望能够系统地学习金属热加工的知识。这本书的语言风格对我这样刚入门的学习者来说非常友好，作者并没有使用过于晦涩难懂的专业术语，而是尽可能地用通俗易懂的方式来解释复杂的概念。开头部分，作者详细介绍了金属热加工在工业生产中的重要性以及其发展历史，这让我很快对这个领域产生了浓厚的兴趣。随后，书中对金属材料在高温下的基本力学行为进行了阐述，比如蠕变、应力松弛等，这些都是我之前接触较少的内容，但通过书中的讲解，我逐渐理解了在高温环境下，金属材料与常温下的力学性能有着显著的差异。最令我印象深刻的是，书中对于各种热加工工艺的讲解，比如轧制、锻造、挤压、冲压等等，作者不仅介绍了每种工艺的基本原理，还详细阐述了其工艺流程、关键工艺参数的控制方法，以及对产品性能的影响。书中的配图非常丰富，包括各种设备的结构示意图、工艺流程图以及显微组织照片，这些图文并茂的讲解方式，让我能够更直观地理解抽象的理论知识。我特别喜欢书中关于“工艺参数优化”的部分，作者通过大量的实验数据和案例分析，展示了如何通过调整工艺参数来获得最佳的产品质量和生产效率，这让我看到了理论知识在实际生产中的应用价值。这本书为我打下了坚实的理论基础，也激发了我对金属热加工领域的深入探索的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书的时候，并没有抱太大的期望，因为我之前看过一些关于金属加工的书籍，内容都比较零散，而且理论性太强，实操性不强。但是，这本书完全颠覆了我的看法。我是一名从事金属零部件生产管理的基层管理者，每天面对的是具体的生产线和工人们的操作。我需要的是能够直接指导生产、解决实际问题的知识，而不是那些高高在上的理论。这本书的内容，恰恰是介于理论和实践之间的，它有足够的理论深度，但又紧密联系着实际的设备和工艺。我尤其喜欢书中关于“设备维护与故障诊断”的部分，这对于我来说，简直是及时雨。书中详细列举了各种金属热加工设备常见的故障类型、产生原因以及相应的排除方法，并且还提供了一些预防性维护的建议。我立刻找到了我们车间里经常出现问题的几台轧机和锻压机，对照书中的描述，我发现很多问题都能在书中找到解释，并且找到了有效的解决方案。这让我对设备的管理和维护有了更清晰的思路，也让我能够更好地与维修工程师沟通。另外，书中关于“质量控制与检测方法”的部分也让我受益匪浅。作者详细介绍了各种常用的金属材料检测方法，比如拉伸试验、硬度试验、金相检验、无损检测等，并且还说明了这些检测方法在不同工艺环节中的应用。这让我能够更准确地理解质检报告，也能更好地指导质检人员进行工作。这本书的出现，让我感觉自己不再是“摸着石头过河”，而是有了一本可靠的“地图”和“指南针”，能够更有效地指导我的日常工作。

评分☆☆☆☆☆

我是一名退休多年的老工程师，年轻的时候，我主要从事的是大型铸钢件的热处理工作。那个年代，关于金属热加工的理论知识还不是那么系统，很多东西都是在实践中摸索出来的，经验主义占了很大一部分。现在，我退休了，闲来无事，就想把年轻时候的知识整理一下，也想了解一下现在金属热加工技术的发展情况。这本书的内容，让我感到非常惊喜。它不仅涵盖了我熟悉的领域，还让我看到了很多我那个年代所没有的新技术、新设备和新理念。我仔细地阅读了书中关于“高温合金热加工”的部分，对现代高温合金的组织性能调控、成形工艺的优化以及先进的加工设备都进行了深入的了解。特别是书中对“等温锻造”和“精密模锻”等技术的介绍，让我看到了金属热加工技术在精度和复杂性方面的巨大进步。我还很喜欢书中关于“数字化与智能化在金属热加工中的应用”的章节，这让我对未来的金属加工技术发展有了全新的认识。书中详细介绍了如何利用计算机仿真技术来优化工艺参数，如何通过物联网和大数据来实现设备的远程监控和智能化管理，这些都是我那个年代无法想象的。虽然我的工作已经结束，但我依然对金属热加工领域充满热情，这本书让我感觉自己依然能够跟上时代的步伐，也让我为中国金属加工技术的飞速发展感到自豪。这本书不仅仅是一本技术书籍，更是一段历史的见证，它记录了金属热加工技术的发展轨迹，也展望了未来的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我是一名材料科学领域的博士研究生，我的研究方向是金属材料的微观结构演变及其对宏观性能的影响。在我的研究过程中，我发现很多时候，金属材料的最终性能，很大程度上取决于其加工过程，尤其是热加工过程。因此，我一直在寻找一本能够系统阐述金属热加工工艺及其对微观结构影响的书籍。这本书的出现，无疑满足了我的需求。书中对于不同热加工工艺（如轧制、锻造、挤压）在不同温度和应变速率下的微观结构演变过程，进行了非常细致的分析。作者不仅引用了大量的金相照片和电子显微镜照片，还结合了位错动力学、晶粒长大动力学等理论模型，来解释微观结构的变化机理。我尤其欣赏书中关于“动态回复”和“动态再结晶”等现象的深入讨论，这些都是影响材料塑性和强度的关键因素。书中还详细介绍了如何通过控制热加工工艺参数，来获得特定的微观结构，例如细小等轴晶粒、纤维状晶粒等，以及这些微观结构对材料力学性能（如强度、韧性、疲劳寿命）的影响。这对于我正在进行的研究，提供了非常宝贵的参考。我计划将书中关于微观结构演变的模型和理论，与我自己的实验数据进行对比分析，希望能从中找到新的研究思路和突破点。这本书的深度和广度，都达到了一个很高的水平，对于从事金属材料微观结构研究的科研人员来说，绝对是一部不可多得的参考著作。

评分☆☆☆☆☆

我是一名从事金属产品质量检验的初级技术员，我主要的工作是负责对生产出来的金属零部件进行各项物理和化学性能的检测。虽然我的工作是检测，但我深知，要做好检测工作，就必须了解材料本身的特性以及它是如何被制造出来的。之前，我对金属热加工的了解非常有限，很多时候，当检测结果出现异常时，我都不知道该如何去追溯原因。这本书的出现，就像是为我打开了一扇新的大门。书中详细讲解了各种热加工工艺的原理，以及这些工艺对材料内部结构和性能可能产生的影响。我认真学习了书中关于“热加工缺陷”的部分，比如夹杂物、裂纹、气孔、组织不均匀等，这些都是我们日常检测中经常遇到的问题。书中不仅说明了这些缺陷产生的原因，还介绍了如何通过优化热加工工艺来预防这些缺陷的产生。这让我能够更好地理解检测报告的意义，也能更准确地判断产品质量问题的原因。我还对书中关于“性能检测与标准”的部分进行了重点学习，书中详细介绍了各种常用的材料性能检测方法，以及相关的国家和行业标准。这让我能够更准确地理解检测结果，也能更自信地与生产部门沟通。这本书为我提供了一个从源头了解金属材料质量的视角，让我能够更全面地理解我的工作，也让我对未来的职业发展有了更清晰的规划。

评分☆☆☆☆☆

我是一名热处理工程师，主要负责的是钢材的热处理工艺开发和优化。在我的日常工作中，我经常需要与金属热加工环节打交道，因为热处理的效果很大程度上取决于之前的热加工过程。然而，我对金属热加工的了解，更多的是停留在工艺操作层面，对于其背后的科学原理和设备细节，了解得不够深入。这本书的内容，正好弥补了我的这一知识盲区。书中对各种热加工设备，如轧机、锻压机、挤压机等的结构、工作原理、传动方式、润滑系统以及安全防护措施都进行了非常详尽的介绍。这让我能够更深刻地理解不同设备的特点和适用范围，也为我选择最适合的热加工方式提供了参考。我尤其喜欢书中关于“工艺参数对材料组织和性能的影响”的章节，作者通过大量的实验数据和图表，详细阐述了温度、应变速率、变形量等工艺参数如何影响金属的晶粒尺寸、相组成以及力学性能。这对于我进行热处理工艺的优化，提供了非常重要的指导。例如，书中关于“控制轧制”和“控制冷却”的结合，如何获得细化晶粒并提高强韧性的介绍，让我对钢材的热加工和热处理之间的协同作用有了更深刻的认识。这本书不仅拓展了我的知识面，也为我解决实际生产中的技术难题提供了更科学的指导。

评分☆☆☆☆☆

我是一名机械设计工程师，我所负责的项目经常涉及到金属零部件的设计和制造。在设计过程中，我需要考虑零部件的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等，而这些性能很大程度上都与材料的加工方式有关。因此，我一直在寻找一本能够全面介绍金属热加工技术，并能与机械设计相结合的书籍。这本书的内容，给了我很大的启发。书中详细介绍了各种金属热加工工艺的原理、设备和技术特点，这让我能够更准确地选择适合我设计的零部件的加工方式。例如，对于一些形状复杂、精度要求高的零部件，我可以选择精密模锻或挤压等工艺；对于一些需要承受高载荷的零部件，我可以考虑热轧或热锻等工艺。书中关于“材料选择与工艺设计”的部分，更是将材料科学、机械设计和金属加工有机地结合起来，为我提供了完整的解决方案。我尤其喜欢书中关于“考虑加工变形和残余应力的设计”的章节，这让我意识到，在机械设计过程中，必须充分考虑材料在热加工过程中的变形行为和可能产生的残余应力，并采取相应的措施来保证零部件的最终性能和可靠性。这本书不仅让我对金属热加工技术有了更全面的了解，也为我今后的机械设计工作提供了重要的理论指导和实践参考。