内容简介
《国际机械工程先进技术译丛:金属手册(案头卷 下册)》是一部国际公认的金属材料方面的经典著作。该手册几乎涉及所有在用金属材料,包括当前航空航天、纳米技术、超导技术等领域所应用的新型金属材料的系统基础理论和实用技术数据,以及有关的研究成果,还详细描述了各种金属从采矿、冶炼、铸造、热处理到冷、热加工等的制造工艺和检测、试验方法,以及有关摩擦学的实验研究方法。
通览全书,本手册内容涉猎广泛、丰富先进,理论深入浅出,图表简明实用。
《国际机械工程先进技术译丛:金属手册(案头卷 下册)》不仅可供广大机械、材料工程师和技术人员在工作中查阅,还可以作为材料学科的辅助教材供有关科研院所研究人员和高等学校师生参考。
作者简介
译者简介
金锡志,男,教授级高级工程师,1967年毕业于清华大学精密仪器及机械制造系。九三学社成员。大学毕业后曾长期从事机械(包括仪表)设计和制造工艺工作。1981年8月至1983年9月由国家公派作为访问学者在英国斯旺西大学学院(swansea Universit)
内页插图
目录
译丛序言
中文版序言
译者前言
前言
序言
第4篇 制造工艺
第1章 金属冶炼
矿产和矿石的开采
选矿
采掘工艺流程图
高温冶金工艺
湿法冶金工艺
电冶金工艺
第2章 铸造
第1节 概论
铸造流程图
铸造合金
第2节 金属和合金的凝固
纯金属
合金
共晶相
缺陷
浇冒口系统
第3节 造型方法
造型方法的分类
砂模
陶瓷模
金属模
第4节 熔化方法
感应熔化
冲天炉熔炼
电弧炉
坩埚熔化
反射炉
反应热熔炼
真空熔化
熔化金属的处理
第5节 铁合金的铸造生产
铸铁概论
灰铸铁
球墨铸铁
蠕墨铸铁
可锻铸铁
高合金白口铸铁.
铸钢
第6节 非铁合金的铸造生产
铝合金
铜合金
锌合金
镁合金
超合金
钛合金
金属基复合材料的铸造
第7节 铸件设计和质量保证
设计依据
铸造公差
凝固模拟程序
快速成形技术
铸造厂中的质量保证
第3章 成形加工
第1节 薄板、带料和平板的成形加工
薄板金属成形加工的冲压和辅助设备
薄板金属成形加工模具材料的选择
薄板金属成形加工中润滑液的选择和使用
低碳钢的落料
低碳钢的冲孔
精密冲裁
电工薄钢板的冲裁
低碳钢的压力机折弯
折弯机成形加工
低碳钢的冲压成形
高碳钢的冲压成形
镀层钢板的冲压成形
带钢在多滑块机床上的成形加工
深拉深
拉深成形法
旋压成形
橡胶垫成形加工
三辊成形加工
型辊成形加工
落锤成形加工
爆炸成形加工
电磁成形
超塑成形(SPF)
第2节 棒材、管材和线材的成形加工
线材、圆棒和管材的拉制
棒材和圆棒形截面的弯曲
管材的弯曲和成形加工
管材的旋压加工
棒材、型材和长形零件的矫直
管材的矫直
线材的成形加工
第3节 剪切、切割和切断
中厚板和薄板的剪切
成卷薄板和带材的切割和剪切
棒材和型材的剪切
氧气切割
等离子弧切割
吹气碳电弧切割和刨削
氧气电弧切割
激光束切割
第4节 不锈钢和耐热合金的成形加工
不锈钢的成形加工
耐热合金的成形加工
难熔金属的成形加工
第5节 非铁金属的成形加工
铝合金的成形加工
铍的成形加工
铜和铜合金的成形加工
镁合金的成形加工
镍合金的成形加工
钛合金的成形加工
铂系金属的成形加工
第4章 锻造
第1节 锻造设备、模具和工艺
锻造的锻锤和压力机
模具设计和材料
铸造工艺
第2节 特种金属和合金的锻造
碳素钢和合金钢的锻造
不锈钢锻造
耐热合金的锻造
铝合金的锻造
铜和铜合金的锻造
镁合金的锻造
钛合金的锻造
第5章 粉末冶金
粉末冶金定义
粉末特性
粉末生产工艺
粉末处理
粉末固结
二次加工
第6章 切削加工
第1节 概论
第2节 切削加工工艺要素
切削形成的力学原理
金属切削中的刀具磨损
切削加工参数
切削力与功率
第3节 切削刀具材料
第4节 切削液
第5节 表面粗糙度和表面质量
第6节 微观组织和切削加工性能
铸铁
钢
铝合金
第7节 切削加工数据的推荐
切削速度和进给量
刀具几何尺寸
切削液
第8节 磨削
第9节 特种加工工艺
第7章 热处理
第1节 钢的热处理的基本原理和设计
准则
钢的热处理原理
钢的热处理设计
第2节 钢的热处理
钢的消除应力热处理
钢的正火
钢的退火
钢的奥氏体化温度
钢的淬火
钢的回火
钢的马氏体等温淬火
钢的贝氏体等温淬火
钢的冷处理和深冷处理
……
第8章 连接
第9章 表面工程
第10章 回收和寿命周期分析
第5篇 试验、检测、特征分析和质量控制
第1章 失效分析
第2章 断口分析
第3章 无损检测
第4章 力学、磨损和腐蚀试验
第5章 金相分析
第6章 材料特征分析
精彩书摘
高合金白口铸铁
高合金白口铸铁是一组重要的材料,它的成品必须要与普通的铸铁分开。在这类铸铁合金中,合金的含量大约在4%为好,所以,这类合金不能在其他标准成分的铸铁中添加铁液包添加剂来生产。这些合金一般在铸造厂中生产,工厂专门装备了热处理和其他独特的热加工设备来生产高合金铸铁。这些合金铸铁一般常用电炉、专用电弧炉和感应炉来熔化,这些设备可以精确地控制成分和温度。
高合金白口铸铁有两种主要类型。镍一铬白口铸铁通常被称作镍硬铸铁,含有3%~7%的镍和1.5%~11%的铬。第二类,高铬白口铸铁,含有11%~28%的铬和0.5%~3.5%的钼。两类铸铁都可用作耐磨材料。熔化作业
炉子。虽然镍铬铸铁也能在冲天炉中熔化,但镍铬和高铬白口铸铁大多数是用电弧炉或感应熔化炉来熔化的。高合金白口铸铁在酸性、中性或碱性衬里的电炉中都很容易熔化。它们通常是全脱氧的,一般也无需使用吹氧,除非要减少碳含量。尽管由于铬炉渣引起耐火材料的快速磨损,但酸性衬里材料一般还是要比碱性衬里材料更经济些。在大多数流水作业的酸性炉熔化时,有必要对炉渣的成分作些微调。
常规炉料材料是各种废钢料、铸造厂回用料,或从客户处返回的类似合金。对缺乏快速炉前分析设备的铸造厂,有必要做好对废钢料的选择,而不是去仔细地控制影响奥氏体保留的合金元素(例如,锰和铜)的残留量。
铬是用形成高碳铬铁合金来获得的,一般在加热接近结束时才加入铬,以避免过度氧化损耗。碳是从石墨电极、石油焦炭和其他资源处得来的。生铁锭也能用来为熔化物渗碳,也可以作为硅的添加物来源。硅和锰可作为铁合金来添加。铝一般被作为铝铁合金来添加;氧化钼圆饼可以与电弧炉一起使用。按照美国材料与试验协会标准ASTM A532规定,硫被限制在0.06%以下,磷被保持在0.10%以下。
熔化温度。当在有良好搅捣作用的感应炉中熔化时,就没有必要要求很高的过热温度,1480℃(2700°F)的最终温度对于厚截面铸件也足够了。1565℃(2850°F)的最终温度通常被用于电弧炉作业,以保证熔浴成分的均匀性和碳的加速溶解,碳在铁熔化后才添加,然后再添加合金。浇注作业
高的浇注温度会加重冒口和其他热点下部的收缩,并导致显微缩孔和粗大树枝状的组织。因此仔细地控制浇注温度对厚截面铸件的稳定生产尤其重要。低的浇注温度可以避免收缩缺陷和防止诸如金属渗透和型砂烧枯等问题的出现。低的浇注温度也能有效地控制树枝状结晶的大小和共晶碳化物组织的粗化。
各种等级镍铬铸铁的共晶温度近似为1200℃(2190°F),——般在1200~1289℃(2190~2340。F)开始凝固,具体温度视成分而定。高铬等级铸铁的共晶温度范围为1230~1270cC(2245~2315°F),一般在1350qc(2460°F)温度以上就开始凝固,具体温度可视成分而定。在选择浇铸温度时,要遵循一般规则。浇铸温度通常比液态温度高100℃(180°F)以上。当浇注较小的铸件时,可能就需要较高的浇注温度。当然,选择最适宜浇注温度时也必须考虑铸件的结构。砂型、铸型和铸件设计
砂型必须有好的刚性以减少收缩缺陷。砂型可采用湿砂、干砂、油砂或铸钢件用砂。常温硬化和加热硬化的树脂型砂也是常用的型砂。由于白口铸铁常发生热撕裂,所以型芯应能很容易粉碎。
镍铬合金铸铁也可用金属型冷激铸造。冷激铸造的显微组织比砂型铸造的组织显现出较高的硬度、强度和冲击韧度,因为其碳化物更细小。每次作业时,铸件的工作磨损面在铸造时应做激冷处理,以改善耐磨性和韧性。
砂型可采用湿砂、于砂、油砂或铸钢件用砂来制作。常温硬化和加热硬化的树脂型砂也是常用的型砂。砂型必须有好的刚性,以减少收缩缺陷。
白口铸铁常发生热撕裂,除非采取适当的预防。当铸件从砂型中取出时,偶尔也会发生开裂。大到足以引起破裂的应力可能起因于砂型或型芯过度的坚硬,以及砂型或型芯不能充分地粉碎,以至于铸件在冷却时不能正常地热收缩。大的型芯,如泵的蜗壳使用的型芯,或用于形成螺孔的小型芯都能引起这种类型的开裂。
镍铬铸铁的许用收缩率是13~21inrfl/m(5/32~1/4in/ft);高铬铸铁的许用收缩率是18~21mm/m(7/32~1/4in/ft)。实际应用中,铸型的许用收缩率取决于合金的选择和铸件的几何形状。铸型应使用较大的圆弧半径并避免剧烈的截面变化,以防止在凝固和随后的冷却开始时产生开裂。
……
前言/序言
ASM国际为其手册诞生75周年而感到自豪。1923年美国钢铁处理学会(即后来的美国金属学会,也就是现在的ASM。国际)出版了一部小型的数据活页集——即大家所知道的《金属手册》的第一个版本。该活页集经过若干年的发展成为多册的参考手册——其每一册都代表一个完整、综合的具有权威性的专题。后又经过不断扩充,演变成为目前这本冠名为《ASM.手册》的系列图书,它满足了全世界冶金专业不断变化的需要。今年它发展的又一个标志就是《ASM手册》光盘的出版。
同时,今年又是于1948年出版的、已成为经典版本的《金属手册》诞生50周年,经整合,它最后编辑为单行本。大约15年前出版的第一部《金属手册(案头卷)》也是源自1948年的这一版本。现在它的第2版也像前两个版本一样,以其简便实用为所有金属工作者提供更多的帮助,是所有金属学优先选择的实用单行本参考用书。 ,
对于ASM国际来说,启动增订这本《金属手册(案头卷)》的项目也有些不可思议。其任务之巨似乎是浩瀚的。《ASM手册》已经增加到目前的20卷——差不多是第一版《金属手册(案头卷)》编撰时的两倍。试想要把它从第一个版本诞生时就包含的这么多重要的内容,加上此后多年来又形成的一些最有意义的知识和数据,都归纳在一个单行本里是多么不容易啊!
我们深信这部新的《金属手册(案头卷)》已经超过其预期要达到的目标。这个伟大成就的荣誉应该属于约瑟夫R.戴维斯。多年来约瑟夫是《ASM手册》的编者,他极为渊博的知识加上相当丰富的编辑技巧,使他具有独一无二的资格来完成这本最好的手册。约瑟夫除了个人的努力之外,还组建了一个编写顾问委员会,包括许多ASM的朋友们,都对手册作出了不懈的努力,我们也要向他们表示感谢。在此我们还要特别提及有关的ASM编辑和工作人员,他们也都为这本手册付出了努力。
当然我们还要特别感谢在过去75年中,数以千计的冶金专业人员为这本手册所做出的贡献。正是他们作为作者、校审、编写组织以及手册的编委成员所奉献的知识和经验,才使得这本书有得以出版的可能。也正是由于他们的支持,必将使得《ASM手册》赢得另一个75年。
小爱尔顿D.罗米格
ASM(国际)主席
麦格尔J.迪海默
ASM(国际)执行经理
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